Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 2 Duurzaam herstel van hoogveenlandschappen
Download 310.22 Kb. Pdf ko'rish
|
Neerslag – De neerslag wordt op landelijke schaal door het KNMI gemonitord en kan goed bepaald en tot op gebiedsniveau neergeschaald worden, zoals ook in paragraaf 8.2.2 aan de orde kwam. • (Actuele) verdamping – Er bestaan verschillende methoden om op basis van meteorologische meetgegevens als temperatuur en instraling de potentiële verdamping te berekenen, de methode van Makkink is degene die tegenwoordig in Nederland wordt toegepast door het KNMI (CHO-TNO 1988). De eigenlijke of actuele verdamping is moeilijker te meten, maar wel van groot belang voor de waterbalans. De waarden die in onderzoek en literatuur te vinden zijn voor de verhouding tussen actuele en potentiele verdamping lopen uiteen (zie bijv. Naudin-Ten Cate et al. 2002, Lafleur et al. 2005, Van der Schaaf 2005, Von Asmuth et al. 2012a). Dit wijst er op dat er een behoorlijke natuurlijke variatie en/of een behoorlijke onzekerheid in de gebruikte bepalingsmethoden bestaat, nader onderzoek om hier beter grip op te krijgen is aan te bevelen. Zie bijv. Voortman et al. (2016a, 2016b) voor een nieuwe methode met potenties. • Oppervlakkige afvoer – In een goed ontwikkeld hoogveen is de wegzijging beperkt en stroomt een groot deel van het neerslagoverschot diffuus en oppervlakkig af via de acrotelm (zie paragraaf 4.2.2). Vanwege het diffuse karakter is de oppervlakkige Figuur 8.27. Waterbalanstermen, gebaseerd op geïnterpoleerde grondwaterstanden, metingen in een meetstuw, potentiële verdamping en neerslag (bron: Beekman 2015). Figure 8.27. Water balance equation terms, based on interpolated ground water levels, measurements at a measuring floodgate, potential evaporation and precipitation (source: Beekman 2015). Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 207 afvoer op systeemschaal moeilijk te meten, tenzij deze vanwege bijvoorbeeld aangebrachte folieschermen verzameld en volledig over een meetstuw afgevoerd kan worden, zoals grotendeels het geval is in het Wierdense Veld (zie Figuur 8.27, Beekman 2015). Op standplaatsschaal kan de oppervlakkige afvoer bepaald worden met de overloopmethode (Van der Schaaf 2005) en/of een tijdreeksmodel met drempel-nietlineariteit (Von Asmuth et al. 2011). Beide methoden zijn nauw aan elkaar verwant, het tijdreeksmodel kan gezien worden als een generalisatie en dynamische variant van de overloopmethode. Nader onderzoek dat erop gericht is opschaling van de standplaats- naar de systeemschaal mogelijk te maken verdient aanbeveling. • Wegzijging – Ook de wegzijging op systeemschaal is moeilijk te meten, en wordt in een waterbalans vaak bepaald als sluitpost of uitgerekend met behulp van een grondwatermodel. Daarmee komen de fouten in de overige termen echter ook in de wegzijgingsterm terecht. Op standplaatsschaal is het wel mogelijk om de wegzijging af te leiden uit metingen van de (veen)waterspiegelfluctuaties en onderliggende stijghoogte (Von Asmuth et al. 2011, 2012b) en/of met specifieke meetapparatuur zoals infiltrometers (Haverkamp et al. 1994, Holden et al. 2001, Anonymous 2015). Ook hier verdient nader onderzoek naar opschaling en verbetering van deze methoden aanbeveling. Temperatuur en temperatuurprofielen vormen daarnaast een goede en praktisch toepasbare indicator voor (grond)waterstroming, en bieden ook potenties om de wegzijging beter in te kunnen schatten (Anderson 2005, Lanting 2008, Vogt et al. 2010). 8.3.3 Oppervlak Rol en effect De hoogte van het oppervlak of maaiveld is in de situatie van een goed ontwikkeld hoogveen een bijzonder en relatief begrip: het oppervlakkige veen (de acrotelm) bestaat uit een mengsel van water en (levend) organisch materiaal, de exacte hoogteligging van het maaiveld is slechts bij benadering aan te geven omdat de term ‘maaiveld’ in dit geval zelf een slechte benadering van de werkelijke situatie is. Het veenoppervlak kan in verticale richting op- en neergaan vanwege (zie ook paragraaf 4.4): • Fluctuaties in het veenwaterpeil (Mooratmung genoemd) • Inklinking en/of afbraak van het veen • Groei van het veen Vanwege de organische samenstelling houdt monitoring van het veenoppervlak eigenlijk ook het midden tussen abiotische en biotische monitoring, we scharen het onderwerp hier onder abiotiek. Hydrologisch gezien is het veenoppervlak belangrijk, omdat het het niveau bepaalt waarbij oppervlakkige afvoer van water optreedt en omdat Mooratmung en inklinking de weerstand beïnvloeden. In zoverre het veen overal en geheel verzadigd is, bepaalt de Figuur 8.28. Temperatuurprofiel over een transect van zuid naar noord in veentje Poort 2 in het Dwingelerveld (Bron: Lanting 2008). Figure 8.28. Temperature profile over a south to north transect in boglet Poort II in the Dwingelerveld (Source: Lanting 2008). Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 208 maaiveldshoogte ook het potentiaalverschil tussen veenoppervlak en veenbasis, dat van belang is voor de wegzijging (zie ook paragraaf 4.1). Ecologisch gezien is daarnaast de microtopografie en vorming van slenken en bulten van belang, vanwege het ontwikkelingsstadium dat daarmee samenhangt en de specifieke omstandigheden en soorten die er voorkomen (paragraaf 3.1.4). Referenties en referentiewaarden Er bestaan in het algemeen verschillende manieren om tot referentiebeelden en referentiewaarden te komen die betrekking hebben op het hoogveenoppervlak en de hoogte en/of het functioneren daarvan. Het gaat daarbij om: • Historische referenties zoals afgeleid uit de historische situatie in en rond een bepaald hoogveengebied • Buitenlandse referenties zoals afgeleid uit (relatief) onverstoorde hoogveensystemen in het buitenland • Functionele referenties met betrekking tot het (hydrologisch) functioneren van oppervlak of acrotelm In de Nederlandse context wijkt de historische situatie van hoogveensystemen dusdanig ver af van de actuele, dat de historische situatie zelf niet meer als directe referentie kan dienen. Dit is bijvoorbeeld het geval in het Bargerveen, dat een restant vormt van het oorspronkelijke en veel uitgebreidere Bourtangerveen dat zich uitstrekte over Oost-Drenthe, Oost-Groningen en Emsland in Duitsland (zie paragraaf 2.5 en bijv. https://nl.wikipedia.org/wiki/Bourtangermoeras ). De historische situatie blijft uiteraard van groot belang voor het kunnen begrijpen van de ontstaansgeschiedenis van een gebied en de processen die daarbij gespeeld hebben. Voor het beheer is het echter nodig om naast een beeld van de historische en actuele situatie, ook een streef- of referentiebeeld te ontwikkelen dan wel te hebben voor de middellange termijn om de beheersmaatregelen en gebiedsinrichting daarop af te kunnen stemmen (Figuur 8.29). Deze denk- en werkwijze sluit goed aan bij de GGOR-systematiek, zoals die wordt gehanteerd in het huidige waterbeheer. Een (niet onbelangrijk!) verschil is echter dat de GGOR-systematiek uitgaat van (grond)waterstanden vanaf maaiveld, terwijl het hier om het maaiveld of veenoppervlak zelf gaat. Figuur 8.29. Schematische weergave van de historische versus de actuele veenwaterspiegel en veenoppervlak, en het streefbeeld van beiden op de middellange termijn. Figure 8.29. Schematic representation of the historical versus the current bog water table and bog surface and the target scenario of both for the medium-term. Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 209 Referenties uit het buitenland en functionele referenties gaan voor een deel samen (zie bijv. Figuur 8.30), omdat het onderzoek dat verricht wordt in buitenlandse hoogveengebieden zich mede en in belangrijke mate richt op het functioneren daarvan. We splitsen de begrippen hier, omdat functionele referenties op zich noodzakelijkerwijs losstaan van het gebied waar ze uit voort zijn gekomen: de functionele referentie bevat de algemene principes en wetmatigheden die uit de buitenlandse referenties afgeleid konden worden (zie bijv. Figuur 8.31). De Ierse hoogvenen vormen een belangrijke referentie voor de Nederlandse praktijk, de verzamelde kennis en het onderzoek dat daar heeft plaatsgevonden is uitgebreid gedocumenteerd in het standaardwerk Conservation and Restoration of Raised Bogs van Van der Schaaf en Streefkerk (2002). Andere belangrijke referentiegebieden zoals Estland, Canada en Siberië komen aan bod in hoofdstuk 3. Als functionele referentie kunnen in principe alle kennis en wetmatigheden in het functioneren van goed ontwikkelde hoogvenen dienen, zoals die mede in deze handleiding beschreven en ontsloten worden. Degene die betrekking hebben op de acrotelm op een bepaalde locatie, zoals de bergingscoëfficiënt, behandelen we onder de standplaats- of microschaal (alhoewel het onderscheid niet strikt is). We lichten er hier twee (gestapelde) concepten uit die betrekking hebben op het hoogveenoppervlak en het hydrologisch functioneren daarvan: • Opbouw van een hoogveenkern volgens Ingram (1978) - In dit concept wordt onderscheid gemaakt tussen het levende veenoppervlak of acrotelm, waarin water hoofdzakelijk oppervlakkig wordt afgevoerd, en de ondergrond met zwartveen of catotelm, waarin water hoofdzakelijk verticaal wegzijgt (Figuur 8.30). Dat natuurlijke hoogvenen een bodemstructuur met ‘diplotelmische’ opbouw kennen is een basisconcept dat op diverse plekken in deze handleiding en literatuur over hoogvenen in het algemeen terugkomt. Figuur 8.30. Schematisatie en referentiebeeld van de opbouw van een levende hoogveenkern met acrotelm en catotelm (ook diplotelmie genoemd, Van der Schaaf (2002), naar Ingram (1978)). Figure 8.30. Schematic representation and reference of a living bog system having an acrotelm and catotelm (also called diplotelic bog, Van der Schaaf (2002), after Ingram (1978)). Catotelm Mineral subsoil Acrotelm Precipitation & evapotranspiration Infiltration into the catotelm Exfiltration into the mineral subsoil Lateral outflow from the catotelm Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 210 • De potentiele acrotelmcapaciteit (PAC) volgens Van der Schaaf en Streefkerk (2002) – In dit concept wordt er van uitgegaan dat de veenwaterspiegel aan maaiveld ligt, waardoor de terreinhelling ongeveer overeenkomt met de hydraulische gradiënt. Omdat het neerslagoverschot in een natuurlijk hoogveensysteem grotendeels oppervlakkig via de acrotelm afstroomt, bepaalt de afstand van een locatie tot de waterscheiding bij een uniform stromingspatroon bovendien ongeveer de gemiddelde laterale aanvoer ter plekke. Beide komen samen in het concept van de potentiële acrotelmcapaciteit, dat kan dienen als vuistregel en indicator voor de vraag of hoogveenontwikkeling op een bepaalde locatie op lange termijn kansrijk is of niet (zie paragraaf 4.3). Wanneer de PAC te laag is, dan zal de veenwaterspiegel onder het veenoppervlak uitzakken en zal veengroei niet optreden. Een probleem bij het gebruik van deze referenties (zowel buitenlandse, historische, als functionele) is dat ze niet of niet op de korte termijn toepasbaar zijn op de hoogvenen en hoogveenrestanten in Nederland, en de situatie waarin die verkeren. De historische situatie staat zoals gezegd ver af van de actuele, bij buitenlandse referenties komen bodem, klimaat, atmosfeer, historisch gebruik, aantasting en beheer niet één op één overeen met die in Nederland. Functionele referenties bieden wat dat betreft perspectief omdat het om algemene principes en wetmatigheden gaat. Toepassing van het concept van de potentiële acrotelmcapaciteit op maatregelen voor de korte termijn en op de Nederlandse situatie met zijn sterk aangetaste hoogveensystemen stuit echter op het bezwaar dat de achterliggende aannamen daar niet altijd en niet overal op gaan (Figuur 8.29, Figuur 8.31). Een hoogveensysteem zoals in Figuur 8.30 met een volledig intacte acrotelm, een natuurlijke helling en een veenwaterpeil dat min of meer overal permanent aan maaiveld staat, is het streefbeeld voor de langere termijn, dat ontstaat bij een goede groei en ontwikkeling. Bij de ruimtelijke en landschappelijke inrichting dient hiermee rekening gehouden te worden, zodat in die zin voldoende ruimte en gereserveerd dient te worden voor de natuurlijke ontwikkeling van het hoogveen. Voor evaluatie en het plannen van maatregelen op de korte termijn dient de huidige geohydrologische situatie in meer detail onderzocht en in ogenschouw genomen te worden Voor dergelijke doelstellingen zijn in het algemeen verschillende typen hydrologisch Figuur 8.31. Links: illustratie van het concept van de potentiële acrotelmcapaciteit (PAC). Rechts: Metingen van de hoogte van de gemiddelde veenwaterspiegel en het veenoppervlak gepresenteerd over een transect in het Raheenmore Bog in Ierland (Van der Schaaf, 2002). De aanname dat de terreinhoogte gelijk is aan de veenwaterspiegel voldoet hier niet aan de randen, in sterker aangetaste systemen zal de aanname in een groter deel van het gebied niet voldoen. Figure 8.31. Left: illustration showing the concept of potential acrotelm capacity (PAC). Right: Average water level and bog surface level measurements, plotted over a transect in Raheenmore Bog in Ireland (Van der Schaaf 2002). The assumption that the surface equals the water level does not hold near the boundaries. In disturbed systems, the assumption will probably not hold over large parts. PAC op rond veen met elliptische dwarsdoorsnee a b H=y L u =x I=tan = dy dx 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 H o o g te (m ) 0 80 160 240 320 400 P A C (k m ) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 L u (m) Hoogte (m) PAC (km) Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 211 modelgereedschap voorhanden. De modelschematisatie en -parameterisatie is in het geval van hoogveensystemen echter problematisch, en kent belangrijke kennislacunes (zie paragraaf 1.4). Gegevens en metingen Van alle factoren en parameters die hier als mogelijke indicator behandeld worden springt monitoring van het hoogveenoppervlak er in positieve zin uit omdat: • het zowel negatieve (inklinking) als positieve (veengroei) ontwikkelingen vastlegt; • veengroei goede abiotische omstandigheden nodig heeft en indiceert • veengroei een directe doelvariabele is. De inklinking van de ondergrond of groei van het veen kan op standplaatsschaal bepaald en in detail gemonitord worden (zie paragraaf 4.4.2) en/of afgeleid worden uit hoogtemetingen die al dan niet via ruimtelijke interpolatie tot vlakdekkend beeld worden omgevormd (Figuur 8.32). De aanwezigheid van een levende acrotelm kan daarnaast als indicator dienen voor het feit dát er veengroei plaatsvindt. Daarmee raakt de praktijk van het karteren van actief en herstellend hoogveen (Jansen et al. 2013c) direct aan de vraag van het monitoren van de veengroei, in diezelfde zin raakt ook het in kaart brengen van de microtopografie zoals door het IPCC gebeurt daar aan (zie bijv. Conaghan et al. 2000). Het hydrologisch functioneren van de acrotelm is zoals gezegd van groot belang voor het hydrologisch functioneren van het hoogveensysteem als geheel. Er is nader onderzoek nodig om ook de aanwezigheid van een goed ontwikkelde acrotelm en het herstel van het hydrologisch functioneren daarvan objectief en reproduceerbaar vast te kunnen stellen en monitoren vanuit een meetnet en metingen. Een relatief nieuwe en interessante mogelijkheid is het vlakdekkend karteren van het hoogveenoppervlak met behulp van een RPAS (ook wel drone genoemd, zie Figuur 8.33). Een RPAS kan uitgerust worden met een sensor voor het uitvoeren van hoogtemetingen (zie bijv. Barry & Coakley 2013, Casella et al. 2016). Dit kan met behulp van een LIDAR of een fotocamera. Een LIDAR maakt gebruik van reflectie van laserpulsen om de afstand tot een object of oppervlak te bepalen. Indien het vegetatiedek niet geheel gesloten is en voldoende pulsen de bodem bereiken, is het mogelijk om na filtering van de data onderscheid te maken tussen vegetatie en grondhoogte. Open water werkt echter verstorend in het LIDAR-signaal. Een fotocamera kan een eenvoudiger maar bruikbaar alternatief vormen. Indien beelden met Figuur 8.32. Maaivelddaling in Clara Bog West, bepaald via interpolatie van lokale hoogtemetingen (bron: Streefkerk et al. 2012). Figure 8.32. Surface level decline in Clara Bog West, obtained through interpolation of local height measurements (source: Streefkerk et al. 2012). Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 212 voldoende geografische overlap worden ingewonnen, kan door de verschillen in beeldhoek een 3D-beeld gegenereerd worden. De mate van detail van dit beeld hangt o.a. af van de kwaliteit van de fotocamera, de brandpuntsafstand, de pixelgrootte op grondniveau en de mate van geografische overlap. Om voldoende nauwkeurigheid in X-, Y- en Z-richting te hebben voor monitoring is het belangrijk om gekalibreerde grondmetingen via bijvoorbeeld RTK-GPS te doen. Verder zijn strak begrensde hoogtes over het algemeen beter in een 3D beeld terug te zien dan heterogene vormen, doordat het beeld vanuit verschillende hoekpunten beter herkend wordt. Afhankelijk van de onderzoeksvraag kan bij toepassing van de techniek op hoogveenoppervlak de hoogtemeting op een iets grovere schaal dan individuele planten volstaan; nader onderzoek zal moeten uitwijzen wat de juiste aanpak en welke mate van detail (bijv. herkenning bult-slenkpatronen) hierbij haalbaar is. 8.3.4 Ondergrond Rol en effect We beperken het onderwerp ondergrond hier in principe conform het gehanteerde raamwerk tot de bodem binnen het hoogveensysteem zelf. Ondergrond betreft dus de ondergrond vanaf het oppervlak (zoals dat in de voorafgaande paragraaf aan de orde kwam), via het zwartveen of de catotelm tot aan de veenbasis. Vanwege het overheersen van verticale wegzijging is de ondergrond in hydrologische zin vooral van belang vanwege de aanwezigheid van weerstandbiedende lagen. Zolang het hele systeem verzadigd is, bepaalt de weerstand daarvan samen met het stijghoogteverschil of de wegzijging en daarmee de waterspiegelfluctuaties niet te groot en beperkend zijn voor hoogveengroei (zie paragraaf 4.2.2). Als de onderliggende stijghoogte onder de onderrand van de veenbasis ligt, kan er eventueel een schijnspiegelsysteem ontstaan, waardoor ook de onverzadigde weerstand van het watervoerende pakket een rol gaat spelen (Sevink et al. 2014; Dorland et al. 2015). Referenties en referentiewaarden De referenties en referentiewaarden voor hydraulische eigenschappen op laag- of systeemschaal verschillen niet van die op standplaatsschaal, en komen daar verder aan de orde. Figuur 8.33. De Height Tech HT-8 RPAS (‘drone’), zoals aangeschaft door KWR. Door deze uit te rusten met een geavanceerde fotocamera en met inzet van RTK-GPS kunnen hoogtedata zeer precies worden ingewonnen. Figure 8.33. The Height Tech HT-8 RPAS (‘drone’), purchased by KWR. By equipping it with an advanced photo camera and use of RTK-GPS, elevation data may be acquired with great accuracy Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 213 Gegevens en metingen Het is niet mogelijk om bodemlagen en de eigenschappen daarvan direct en vlakdekkend in kaart te brengen. Kartering van de ondergrond begint in principe vanuit (o.a.) boorbeschrijvingen, sonderingen en laboratoriummetingen van de doorlatendheid op microschaal, die vervolgens opgeschaald worden tot laaginformatie op systeemschaal met behulp van geostatistiek en interpolatie. De resulterende laaginformatie is vervolgens beschikbaar in de vorm van digitale ondergrondmodellen, en wel in de volgende varianten: • Het Digitaal Geologisch Model (diep en ondiep) – een regionaal lagenmodel van de Nederlandse ondergrond dat gebaseerd is op een selectie van goede boorbeschrijvingen. • Het hydrogeologisch model REGIS II – dit model is gebaseerd op het DGM, dat geïnterpreteerd en vertaald is in hydrogeologische eenheden (doorlatende en slecht doorlatende lagen met min of meer uniforme hydraulische eigenschappen, waaraan ook doorlatendheidsgegevens zijn toegekend). • Het GeoTOP model – dit model bevat een detaillering van de bovenste 30 tot 50 meter van de ondergrond en is gebaseerd op een grotere dichtheid aan gegevens. Het model bevat cellen (voxels genoemd) met als eigenschappen de lithostratigrafische eenheid en grondsoort, die kenmerkend zijn voor diverse fysische en chemische parameters. • Download 310.22 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling