WT Deelrapporten 09.Qxd
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Omslagen Rapport-10A.qxd 22-03-2004 12:45 Pagina 1 DEELRAPPORT STICHTING Toepassingsmogelijkheden van TOEGEPAST ONDERZOEK WATERBEHEER vlakdekkende verdampingsinformatie REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER SENSINGONDERSTEUNDWATERBEHEER REMOTE SENSINGONDERSTEUNDWATERBEHEER REMOTE REMOTE SENSING [email protected] WWW.stowa.nl TEL 030 232 11 99 FAX 030 232 17 66 Arthur van Schendelstraat 816 POSTBUS 8090 3503 RB UTRECHT DEELRAPPORT STUDIES DEELRAPPORTEN -PILOT 2003 2003 10 10A DEELRAPPORT REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER Pilot studies Toepassingsmogelijkheden van vlakdekkende verdampingsinformatie 2003 RAPPORT 10 A ISBN 90.5773.227.0 [email protected] WWW.stowa.nl Publicaties en het publicatie overzicht van de STOWA kunt u uitsluitend bestellen bij: TEL 030 232 11 99 FAX 030 232 17 66 Hageman Fulfilment POSTBUS 1110, 3300 CC Zwijndrecht, Arthur van Schendelstraat 816 TEL 078 629 33 32 FAX 078 610 610 42 87 EMAIL [email protected] POSTBUS 8090 3503 RB UTRECHT onder vermelding van ISBN of STOWA rapportnummer en een duidelijk afleveradres. STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES COLOFON RAPPORT REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER Toepassingsmogelijkheden van vlakdekkende verdampingsinformatie BEGELEIDINGSCOMMISSIE De BegeleidingsCommissie bestond uit vertegenwoordigers van wetenschappelijke instituten en waterbeheerders werkzaam bij de betrokken waterschappen: dr. ir. J.M. Schouwenaars (vz.) Wetterskip Boarn en Klif dr. J.V. Witter Hoogheemraadschap van West-Brabant ir. A.C.W. Lambrechts Waterschap Rijn en IJssel ir. H. van Norel Waterschap Hunze en AA’s dr. ir. P.J.T. van Bakel Alterra dr. ir. R. Booij Plant Research International ing. J.M.M. Bouwmans (tot 2001) Dienst Landelijk Gebied ir. M.J.G. Talsma STOWA AUTEURS dr. W.G.M Bastiaanse WaterWatch ir. E.J.M. Noordman WaterWatch ir. G. Hiemstra WeerOnline BEELD WaterWatch VISUELE IDENTITEIT Made of man, visual identity under construction, Rotterdam Hoofdrapport STOWArapportnummer 2003-10 ISBN 90.5773.215.7 Deelrapport - Pilot Studies STOWArapportnummer 2003-10a ISBN 90.5773.227.0 BESTELLEN Hageman Fulfilment POSTBUS 1110, 3300 CC Zwijndrecht, TEL 078 629 33 32 FAX 078 610 42 87 EMAIL [email protected] onder vermelding van ISBN of STOWA rapportnummer en een duidelijk afleveradres. II DEELRAPPORT 1 DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES LEESWIJZER De rapportage van het onderzoek REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER bestaat uit een Hoofdrapport en een Deelrapport (met hierin 5 pilot studies). Voor u ligt het Deelrapport, dat bestaat uit de volgende delen: PILOT STUDIE 1 DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN 1 1 PILOT STUDIE 2 DROOGLEGGING EN GRASGROEI VAN EEN KLEI-OP-VEEN GEBIED 41 PILOT STUDIE 3 BODEMVOCHT EN VERDROGINGSBESTRIJDING IN OOST-GELDERLAND 73 PILOT STUDIE 4 REMOTE SENSING ALS ONDERSTEUNING VAN HET PEILBEHEER IN DE VEENKOLONIËN 113 PILOT STUDIE 5 NAAR EEN SATELLIET INSTRUMENTARIUM VOOR BEREGENING 151 DEELRAPPORT 1 DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN III STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES IV DEELRAPPORT STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN PILOT STUDIE 1 INHOUD SAMENVATTING 3 1 ALGEMEEN 4 1.1 Probleembeschrijving 4 1.2 Doelstelling 4 1.3 Het studiegebied 5 2 MATERIAAL EN METHODEN 10 2.1 Algemene hydrologische data 10 PILOT STUDIE 1 DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN 1 STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES 2.2 Digitale data 11 2.3 Methoden 13 3 RESULTATEN 16 3.1 Waterbalans geselecteerde polders 1995 16 3.2 Waterbalans Vugtpolder 21 3.3 Potentiële vs. actuele verdamping 21 3.4 Sturen op verdampingstekorten 24 3.5 Conclusies 28 4 TOEPASSINGEN VAN REMOTE SENSING IN HET WATERBEHEER 30 5 AANBEVELINGEN 32 LITERATUUR 33 BIJLAGEN 1VOORBEELD WATERBALANS MARK VLIET BOEZEM 35 2 DETAIL LOCATIE VUGTPOLDER 37 3 WEKELIJKSE WATERBALANS VAN POLDERS 4, 5 EN 6 VAN HOOGHEEMRAADSCHAP VAN WEST-BRABANT GEDURENDE 1995 39 2 PILOT STUDIE 1 DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES SAMENVATTING Het Hoogheemraadschap van West-Brabant is vanuit de optiek van kwantitatief waterbeheer geinteresseerd in de waterbalans van het stroomgebied van de Mark-Vliet boezem. Het Hoogheemraadschap publiceert reeds geruime tijd de maandelijkse waterbalans van het stroomgebied van de Mark en Vliet. Vooral de beschikbaarheid van water ten behoeve van de landbouwproductie in de aangelegen polders wordt door het Hoogheemraadschap kritisch gevolgd. Er wordt water vanuit het boezemsysteem in de polders ingelaten, en weer 1 uitgeslagen bij wateroverschotten. Zoals in vele regionale waterbalansen, zijn termen onbekend of worden ze op een paar pun- ten gemeten en vervolgens naar vlakdekkende informatie geëxtrapoleerd. Deze termen zijn totale hoeveelheid ingelaten/uitgeslagen water, actuele verdamping van het bodem-vegeta- tie systeem, veranderingen van de bodemvochtvoorraad en de uitwisseling met de diepe ondergrond via kwel en wegzijging (i.e. verticale flux). In deze studie is op twee wijzen gebruik gemaakt van remote sensing: actuele verdamping en bodemvocht in de wortelzone. Het doel was te verkennen of de waterbalans van de polders met behulp van remote sensing beter in kaart kan worden gebracht. De aanvoer- en afvoerschattingen tussen de boezem en de omringende polders zijn bekend verondersteld en de verticale flux is als restterm van de waterbalans uitgerekend. In eerste instantie is de waterbalans op jaarbasis bestudeerd om effecten van wateropslag in de bodem te elimineren. Op jaarbasis blijft er een zekere mate van onzekerheid in de verdeling tussen verticale flux enerzijds en aan/afvoer via het oppervlaktestelsel bestaan. Er zijn meer- dere versies van de waterbalans mogelijk en de balans is dus niet uniek. Voor de praktijk is dit onvoldoende nauwkeurig om wateraanvoer op maandbasis te baseren. Satellietschattingen van bodemvocht worden niet met genoeg regelmaat verkregen (ong. 2 beelden per maand) om deze gegevens operationeel in te zetten voor de berekeningen van maandelijkse bergingsveranderingen. Bovendien wordt de satellietinformatie alleen verkre- gen als het zonnig weer is, hetgeen een bias vormt op de schatting van het bodemvochtge- halte. Voor de verandering van de berging in de bodem moet de ruimtelijke variatie in grondwaterstand bekend zijn, hetgeen zonder intensief netwerk van peilbuizen niet moge- lijk is. Ook moet kennis van bergingscoëfficiënten beschikbaar zijn. Al deze gegevens zijn niet operationeel beschikbaar. De consequentie is dat wekelijkse en maandelijkse verande- ringen van bergingsverandering niet operationeel kan worden bepaald. Het verdampingstekort (potentiële – actuele verdamping) uit remote sensing en meteorolo- gische metingen aan de grond is echter wel wekelijks beschikbaar, en dat biedt perspectie- ven bij het monitoren van de verdroging van agrarische hoofdstructuur en natuurgebieden op een kortere tijdsschaal. De wekelijkse aanvoer van gebiedsvreemd water kan hierop wor- den afgestemd. Het dient verder onderzocht te worden hoe de wateraanvoer en verdeling van het water zo efficient mogelijk kan geschieden. PILOT STUDIE 1 DE WATERBALANS VAN POLDERS OPNIEUW BEKEKEN 3 STOWA 2003-10A REMOTE SENSING ONDERSTEUND WATERBEHEER - PILOT STUDIES 1 ALGEMEEN 1.1 PROBLEEMBESCHRIJVING De waterbalans van het stroomgebied vormt de basis voor het beheer van de Mark-Vliet boe- zem. Het stroomgebied bestaat uit de rivieren de Mark en Vliet, hun bovenlopen en de pol- dergebieden langs Mark en Vliet. Het Hoogheemraadschap van West-Brabant stelt maande- lijks een waterbalans van de Mark en de Vliet op. Problemen met betrekking tot deze water- balans zijn de nauwkeurigheid en de mate van ruimtelijk detail. Hierdoor is onvoldoende duidelijk of het landbouwwater efficiënt wordt ingezet. Voor een goed beheer van de Mark en Vliet dient de hydrologische wisselwerking tussen beide rivieren en de aangelegen polders te worden beschreven. Voor het inlaten van opper- vlaktewater dient rekening met het vochttekort in de landbouw en natuur te worden gehou- den. Voor het uitmalen dient het neerslagoverschot bekend te zijn. Dit betekent dat regen- val, bodemvocht, actuele verdamping en potentiële verdamping moeten worden gekwanti- ficeerd. Dit gebeurt thans aan de hand van puntmetingen, waarbij dient te worden opge- merkt dat puntmetingen van actuele verdamping en bodemvocht niet operationeel moge- lijk zijn. Bij gebrek aan meer informatie wordt de werkelijke verdamping van het bodem- water-plant-atmosfeer systeem vaak benaderd via de referentiegewasverdamping. Indien de verdamping met een betere nauwkeurigheid kan worden vastgesteld, kan indirect ook de verticale flux met meer zekerheid worden vastgesteld. Het beleid van het Hoogheemraadschap is erop gericht de waterbalans op weekbasis te gaan schatten, maar het ontbreekt aan data. In deze STOWA studie zal worden nagegaan in hoe- verre remote sensing gegevens de leemtes in de data kunnen wegnemen. 1.2 DOELSTELLING De doelstelling van dit project is: Het verbeteren van de hydrologische beschrijving van het stroomgebied van de Mark-Vliet boezem door het kwantificeren van de wekelijkse waterba- lans van de aangelegen polders. Deze doelstelling kan slechts worden gerealiseerd door schattingen van waterstromingen op een onafhankelijke wijze te toetsen via veld- en remote sensing metingen. Er is in deze stu- die gekozen voor het gebruik