Remote sensing en waterkwaliteit

Cliënt: Waterbeheerders
Partners: WUR – MSc student, Water en Natuur/Herman van Dam en Water Insight/Marnix Laanen
Periode: September 2015 – Juni 2016

Doel: Testen en doorontwikkelen van een methodiek om met remote sensing een aantal waterkwaliteit-variabelen vlakdekkend te karteren. We werken aan het meten van o.a. watertemperatuur, chlorofyl-A en doorzicht. Hierbij gebruiken we een combinatie van waarnemingen met sensoren onder een UAV (unmanned aerial vehicle) met veldmetingen. Samen met het Laboratorium voor Geo-informatiekunde en Remote Sensing, Water en Natuur en Water Insight begeleiden we een MSc-student. Studiegebieden zijn de vennen in De Kampina en bij Oisterwijk. Waterschap De Dommel en Rivierenland verlenen hun medewerking, alsmede Natuurmonumenten als terreinbeheerder.

Samenvatting

Vennen in natuurgebieden staan nogal eens bekend om de bijzondere waterkwaliteit. Veel vennen vullen zich met regenwater en soms ook met kwel. Kwel is grondwater, soms eeuwenoud, dat vanzelf naar boven komt. Het water is dan zuiver en voedselarm en zorgt voor een heel specifiek plantenleven in en rond het ven. Maar juist dat schone kwelwater is verminderd, waardoor het venwater verzuurt en de oevers verdrogen. In het verleden zijn beken her en der aangesloten (geweest) op vennen. Zo werden ze meer geschikt als viswater. Voedselrijker beekwater kwam in de voedselarme vennen terecht. Vissen als karpers en brasem profiteerden hiervan en aanvankelijk zorgde dat ook voor een bijzonder planten- en dierenleven. Met de komst van kunstmest en een intensievere landbouw bracht dat beekwater meer meststoffen mee en zijn de vennen te voedselrijk geworden. Veel zeldzame planten en diersoorten zijn hierdoor verdwenen.

Hoewel niet alle waterkwaliteitsparameters afgeleid kunnen worden uit optische satellietdata, geven deze data vlakdekkende informatie over het onderwaterklimaat. De groene kleur van algen en troebelheid bijvoorbeeld kunnen relatief gemakkelijk worden gemeten met optische sensoren van satellieten. Algen op hun beurt kunnen gebruikt worden als maat voor eutrofiëring, terwijl een lage troebelheid belangrijk is voor planten en vis. Om satellietdata voor het monitoren van waterkwaliteit te kunnen gebruiken, moesten eerst de (specifieke) optische eigenschappen van de stoffen in het water bekend zijn. Deze eigenschappen kunnen, samen met de kleur van het water, gemeten worden tijdens veldwerkcampagnes. Ze blijken vaak variabel te zijn als gevolg van seizoenen, het weer en een hoge ruimtelijke heterogeniteit.

Twee beperkingen bemoeilijken momenteel het gebruik van satelliet-data voor kleine wateren: de ruimtelijke resolutie en de aanwezigheid van bewolking in Nederland. Daarom maken we gebruik van een UAV (unmanned aerial vehicle) i.c. een octocopter, die via een sensor altijd onder de wolken, ‘on demand’ en met een hoge ruimtelijke resolutie informatie kan genereren. De waarnemingen met de UAV combineren we met veldwaarnemingen (‘ground truth’) voor calibratie en validatie.

Octocopter_1 Spectrum_1Kampina lakes

 

 

 

 

 

 

Drie vennen in natuurgebied De Kampina (Noord-Brabant)