Abiotische en biotische effecten van vertroebeling in het Julianakanaal

Het Grensmaasproject, ontwikkeld na de hoogwaters van 93/95 in de Maas, heeft tot doel het verhogen van de veiligheid en de ontwikkeling van nieuwe natuur en vindt plaats in combinatie met ontgrinding. Sinds 2008 wordt het vrijgekomen grind verwerkt in een haven van het Julianakanaal nabij Itteren. Het toutvenant wordt in de verwerkingshaven gewassen en het retourwater gaat via bezinkbassins en de verwerkingshaven terug naar het Julianakanaal. Hierdoor stroomt er met enige regelmaat troebel water het Julianakanaal in. Tot op heden is het niet bekend wat de gevolgen van een dergelijke vertroebeling zijn op de flora en fauna in het kanaal en in de Maas. In de nabije toekomst zullen er in het Julianakanaal meerdere werkzaamheden gaan plaatsvinden welke wellicht bijdragen aan extra vertroebeling. Voor o.a. de Kaderrichtlijn Water (KRW) is het van belang om te weten of er mogelijk cumulatieve vertroebeling ontstaat en wat de effecten hiervan zijn op flora en fauna.

Advies- en ingenieursbureau Tauw heeft samen met Adviesbureau Waterschakel en Adviesbureau Cuppen, in opdracht van Rijkswaterstaat een jaar lang onderzoek gedaan naar de mate van vertroebeling (kwantitatief) en de effecten hiervan op de flora en fauna.

Vanaf 2009 is middels luchtfoto’s, duidelijk aangetoond dat er sprake is van vertroebeling van het Julianakanaal vanaf de verwerkingshaven in stroomafwaartse richting. Daarbij is sprake van een continue vertroebeling tot aan sluis Born (de eerste sluis na de verwerkingshaven). Na sluis Born verplaatst het troebele water zich als ‘batches’, veroorzaakt door het schutten.

Plangebied en doel
Het Julianakanaal begint ten noorden van Maastricht bij de stuw van Borgharen als aftakking van de Maas en eindigt ongeveer 36 km verder bij Maasbracht, waar het water de Maas weer instroomt. Het kanaal is aangelegd als scheepvaartverbinding tussen Zuid-Limburg en de rest van Nederland. Het kanaal kent 3 schutsluizen en is gemiddeld 4,5 meter diep. De morfologie van het kanaal wordt gekenmerkt door steile taluds, verharde oppervlakten en weinig ondiepe zones. De oevers zijn voorzien van stortsteen, damwand of beton. Het kanaal is aangewezen als waterlichaam binnen de KRW en getypeerd als M7b (grote, diepe kanalen met scheepvaart).

Doelen van de abiotische en biotische monitoring:
1. Kwantitatieve bepaling zwevende stof in oppervlaktewater en vlak boven waterbodem, gekoppeld aan doorzicht (traject Maastricht – Born);
2. Vaststellen van de EKR –score voor macrofyten, macrofauna en de visstand in het Julianakanaal ( M7b) (traject Maastricht – Maasbracht);
3. Vaststellen effecten van vertroebeling op macrofyten, macrofauna en vis.

Methode
Abiotische monitoring
Gedurende de periode november 2010 tot en met november 2011 is het Julianakanaal maandelijks bemonsterd over een lengte van 22 kilometer. Het eerst meetpunt (referentie) lag net voor de splitsing van de Grensmaas en het Julianakanaal. De verwerkingshaven ligt op 5 kilometer vanaf het eerste meetpunt. Het laatste meetpunt lag net voor de sluis Born (deeltraject 1 en 2, zie biologische monitoring). De meetpunten lagen 1 km uit elkaar. Op elke meetpunt is het doorzicht bepaald met behulp van een Secchi-schijf. Het zwevende stof gehalte is bepaald volgens de NEN 6621 methode, op 2 diepten (1,0 meter onder wateroppervlak en 0,5 meter boven waterbodem).

Biotische monitoring
De biotische monitoring is uitgevoerd op het traject Maastricht–Maasbracht. Het traject is hiervoor in 3 deeltrajecten gesplitst:
1. Maastricht – Itteren: traject bovenstrooms van verwerkingshaven. Wateroppervlak 25 ha.
2. Itteren – Born: benedenstrooms van de verwerkingshaven. Wateroppervlak 75 ha.
3. Born-Maasbracht: na sluis Born. Wateroppervlak 65 ha.
De biotische monitoring bestond uit een monitoring conform de KRW-methodiek voor drie biologische kwaliteitsindicatoren: macrofyten, macrofauna en vis. De monitoring van macrofyten en macrofauna is uitgevoerd door Adviesbureau Cuppen. De monitoring van vis is uitgevoerd door Visserijbedrijf Kalkman, ondersteund door Kooivis.

Resultaten - Abiotische monitoring
Zwevende stof
Algemeen kan gesteld worden dat er grote variatie aanwezig was in het zwevende stof gehalte per meetpunt gedurende het jaar. Het gehalte aan zwevende stof vertoonde tussen de metingen aan het oppervlak (1, 0 m-ws) en vlak boven de waterbodem (0,5 m wb) geen grote verschillen. Een algemeen beeld dat uit de resultaten naar voren kwam is dat het gemiddeld zwevende stof gehalte in de Maas lager is dan in het Julianakanaal. Het zwevende stof gehalte neemt in Julianakanaal van 10-15 mg/l geleidelijk toe tot gemiddeld circa 30 mg/l na 8- 9 kilometer vanaf het eerste meetpunt ( 3-4 kilometer na verwerkingshaven). Hierna schommelt het zwevende stof gehalte rond de 30 mg/l tot de sluis bij Born. Er is geen verschil waar te nemen in het zwevende stof gehalte tussen de verschillende seizoenen.

Doorzicht
Uit figuur 3 blijkt duidelijk dat het doorzicht het hoogst is stroomopwaarts van de verwerkingshaven. Het doorzicht is hier >1,0 meter en daarmee zelfs hoger dan het voor M7b vastgestelde GEP (Goed Ecologisch Potentieel) van 0,65 meter. Vanaf de verwerkingshaven (meetpunt 4) neemt het doorzicht af. Tot aan sluis Born schommelt dit tussen de 0,4 en 0,5 meter. Er is sprake van relatief vrij constante variatie tussen de metingen per maand. Deze ligt rond de 0,10 – 0,15 meter. De variatie is het grootst stroomopwaarts van de verwerkingshaven. Dit valt te verklaren doordat het instromende water vanuit de Maas een gevarieerd zwevend stofgehalte bevat. Een grotere waterafvoer zorgt immers voor meer vertroebeling (seizoensactiviteit).

Om meer inzicht te krijgen in de abiotische effecten van de vertroebeling op flora en fauna is gekeken naar de effecten van de vertroebeling op de eufotische zone (zone waar macrofyten en algen kunnen groeien). In figuur 4 is het gemiddelde doorzicht en de diepte van de eufotische zone in samenhang met de diepte van het Julianakanaal weergegeven.

Uit de figuur blijkt dat de diepte van de eufotische zone stroomopwaarts van verwerkingshaven (niet vertroebelde zone) maximaal 1,70 meter bedraagt. Vanaf de verwerkingshaven neemt de eufotische zone af tot 0,80 meter (vertroebelde zone). De zwevende stof is nader onderzocht en bestaat voor 80 % uit colloïdaal slib (< 63 µm). Vanwege de samenstelling van het slib, colloïdaal slib sedimenteert niet tot zeer langzaam, is het verklaarbaar dat er geen verschillen waarneembaar zijn in zwevende stof gehalte tussen oppervlaktewater en de waterlaag net boven de waterbodem. Gezien de vele scheepsbewegingen kan worden geconcludeerd dat de hele waterkolom gemengd is en de deeltjes onder de omstandigheden van het Julianakanaal niet neerslaan. Het kanaal heeft een gemiddelde diepte van 4,5 meter. Concreet betekent dit dat in de niet vertroebelde zone 40 % van de waterkolom geschikt is voor de groei van waterplanten en algen. In de vertroebelde zone is slechts 17 % van de waterkolom geschikt voor de groei van waterplanten en algen. Resultaten - Biotische monitoring Tabel 1. Resultaten biotisch onderzoek (rood is slecht, groen is goed) *(RWS Waterdienst, 2009)

In het algemeen kan gesteld worden dat de score op de deelmaatlatten achteruit is gegaan. Dit geldt niet alleen voor het totale traject, maar ook als we deeltraject 1 (stroomopwaarts van verwerkings-haven, dus geen vertroebeling), vergelijken met de referentiewaarde uit de periode 2006-2008 (RWS Waterdienst, 2009) Wanneer we dieper in de details van de resultaten duiken, zijn interessante conclusies te trekken.

Macrofyten
Uit de resultaten blijkt dat er nagenoeg geen verschil is in bedekkingspercentage van de watervegetatie tussen de drie trajecten. Wat betreft de soortensamenstelling van de macrofyten geldt dat in de littorale zone zeer weinig soorten zijn aangetroffen en geen van deze soorten is indicerend voor een goede toestand. De beoordeling is in alle gevallen ‘slecht’. Vergelijken we deze score met de EKR-score voor de jaren 2006-2008 dan kan geconcludeerd worden dat in 2008 de score voor macrofyten reeds ontoereikend was. Met als belangrijkste knelpunt het ontbreken van ondiepe oeverzones en natuurlijke overgangen van land naar water. Toch zijn er wel minimale verschillen te ontdekken, met name tussen traject 1 en 2. Traject 1 heeft de hoogste soortensamenstelling. In dit traject komt Rivierfonteinkruid, Schedefonteinkruid en Pijlkruid voor. Het is aannemelijk dat de afwezigheid van deze soorten benedenstrooms is te wijten aan de vertroebeling. Ondanks dat het doorzicht in traject 1 tevens voldoet aan het GEP, is er geen sprake van een significant hogere score op de maatlat. Dit duidt daarom op andere beperkende factoren. De situatie in de Beatrixhaven versterkt dit vermoeden. Deze haven zonder scheepvaart en vertroebeling kent namelijk een rijke macrofytensamenstelling. Het grootste knelpunt blijft dus ongetwijfeld de afwezigheid van geschikt habitat. Daarnaast zal ook de scheepvaart een negatieve invloed uitoefenen.

Macrofauna
Op basis van bovenstaande is vastgesteld dat er sprake is van een achteruitgang met betrekking tot de deelmaatlat macrofauna ten opzichte van de monitoring in 2006-2008. Traject 2 scoort aanzienlijk lager dan traject 1 en 3, waardoor in eerste instantie een negatief effect van de vertroebeling lijkt te worden aangetoond. De lagere score is het gevolg van een verarmde soortensamenstelling die vooral in de oeverfauna tot uiting komt. Groepen als wormen, kokerjuffers, muggen en slakken zijn door lagere aantallen en mindere soorten vertegenwoordigd. Het is zeer aannemelijk dat dit samenhangt met de relatief hoge slibbelasting ten opzichte van de andere twee locaties. Dat vermoeden wordt versterkt door het voorkomen van Hypania invalida, een worm die kokers maakt van slib op en tussen stenen op de bodem. Dit is een soort die profiteert van een hoge slibbelasting en in veel hogere dichtheden voorkomt in traject 2. De vertroebeling lijkt verder weinig effect te hebben op de benthische macrofauna, maar lijkt wel een duidelijk nivellerend effect te hebben op de soortensamenstelling langs de oever. Dit komt tot uiting in een lagere score op de deelmaatlat.

Vis
In totaal zijn er 14 vissoorten gevangen. De biomassa is geschat op 19,8 kg/ha. Opvallend is dat traject 1 de laagste score behaalt. Dit traject kent met 30 kg/ha wel de hoogste biomassa, maar met slechts 7 vissoorten ook de laagste soortenvariatie. Ook ten aanzien van vis is er achteruitgang waargenomen ten opzichte van de situatie 2006-2008. De knelpunten zoals deze destijds zijn vastgesteld zijn ‘weinig habitat voor paai en opgroei, ontbreken van vegetatie’. Mogelijk is het kanaal ook een knelpunt voor vismigratie (gezien de sluizen). Gezien het feit dat juist traject 1 de laagste score behaalt, moet gezocht worden naar andere beperkende factoren. De gestelde knelpunten zijn daarmee niet veranderd in de afgelopen jaren. Toch zijn er opmerkelijke verschillen aangetoond in de vangsten tussen de trajecten. Zo is het aandeel Baars, Blankvoorn en Pos in traject 1 meer dan twee keer zo hoog als in de andere trajecten. De genoemde soorten zijn allen zichtjagers (Van Emmerik & de Nie, 2005), zodat hun hogere aantallen goed zijn te verklaren in het traject met het hoogste doorzicht. Met name de afwezigheid van Aal en Winde zorgen ervoor dat traject 1 lager scoort dan de overige trajecten. De algemene lage score is het gevolg van de totale afwezigheid van plantminnende soorten. Dit is overigens geen verrassing als men naar de scores kijkt voor de macrofyten. Achteraf gezien kan gesteld worden dat de vertroebeling geen effect heeft op de EKR-score, maar wel degelijk op de biomassaverdeling van bepaalde soorten.

Conclusies
De belangrijkste conclusies in dit onderzoek zijn:
1. De effecten van het lozen van het retourwater van het toutvenant in het Julianakanaal zijn meetbaar in zowel een afname van het doorzicht als een toename van het zwevende stof gehalte stroomafwaarts van de verwerkingshaven
2. De EKR-scores voor alle drie de biologische kwaliteitsindicatoren is afgenomen t.o.v. de situatie in 2006-2008. De oorzaak van deze algehele achteruitgang is niet bekend.
3. De vertroebeling lijkt een negatief effect te hebben op de soortensamenstelling van de macrofyten als de biomassaverdeling van de waargenomen vissoorten. Dit uit zich echter niet in een afname van de EKR-score
4. De vertroebeling heeft een negatief effect op de EKR-score voor de deelmaatlat macrofauna. Dit wordt met name veroorzaakt door het nivellerend effect op de macrofauna langs de oever.
5. Cumulatieve vertroebeling ten gevolge van toekomstige werkzaamheden in het Julianakanaal kan een negatief effect hebben op de score van macrofauna en vis, omdat de laagste score nog niet is behaald.
6. De huidige inrichting, aanwezigheid van scheepvaart en beperkte bereikbaarheid (migratie) hebben een veel groter negatief effect op de EKR-scores dan de vertroebeling. Pas nadat deze knelpunten zijn aangepakt, zal het reduceren van de vertroebeling hoogstwaarschijnlijk bijdragen aan een positief effect op de EKR-scores.

Literatuur
1.) Bijkerk, R. (red), 2010. Handboek Hydrobiologie - Biologisch onderzoek voor de ecologische beoordeling van Nederlandse zoete en brakke oppervlaktewateren. Rapport 2010 - 28, Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer, Amersfoort.
2.) STOWA, 2007. Omschrijving MEP en maatlatten voor sloten en kanalen voor de Kaderrichtlijn Water. STOWA-rapport 2007-32b / RWS-WD 2007-019.
3.) RWS Waterdienst, 2009. Brondocument waterlichaam Julianakanaal (NL19JL): Doelen en maatregelen rijkswateren. Rapport Ministerie van Verkeer en Waterstaat & Rijkswaterstaat. 90
4.) Stowa, 2010. Een heldere kijk op diepe plassen. 2010- (38)
5.) Emmerik, W.A.M. van & H.W. de Nie, 2005. De zoetwatervissen van Nederland – Ecologisch bekeken. Organisatie ter Verbetering van de Binnenvisserij, Nieuwegein.