9.5 Zuurstof verticale profielen uit gtso metingen

Meetpunten en vlakken

In het Grevelingenmeer wordt het vertikale profiel van zuurstof gemeten sinds 1988. De metingen worden uitgevoerd door Rijkswaterstaat, en de resultaten ervan zijn per meting te bekijken op https://waterberichtgeving.rws.nl/monitoring/tso-metingen/grevelingenmeer.

De problematiek van zuurstofarmheid in de diepere wateren kan zo gevolgd worden, om bijvoorbeeld het effect van maatregelen te beoordelen. Deze sectie beschrijft hoe de zuurstofconcentratie in het Grevelingenmeer in de loop van de tijd is veranderd.

Het Grevelingenmeer is verdeeld in 8 vakken die verschillende basins vertegenwoordigen. De vakken zijn gekozen op basis van de bathymetrie. De aanname is dat er binnen de vakken goede horizontale menging plaatsvindt, waardoor de profielen binnen een vak met elkaar te vergelijken zijn.

De exacte meetlocaties verschillen per jaar. Per cruise wordt over het algemeen wel een aantal min of meer vaste stations aangedaan. Een kaart met locaties is te zien in figuur 7.17. De noordelijke tak is alleen in de laatste jaren bemonsterd. Meer informatie over de metingen is te vinden in het sectie 7.5

Voor de presentatie in de figuren en voor de analyse van de verandering in zuurstofarm of -loos oppervlakte zijn de metingen van zuurstof ingedeeld in diepteklassen van 0.25 meter, en gemiddeld per week en per vlak (figuur 7.17). Aan deze profielen is bepaald op welke diepte een bepaalde grenswaarde voorkomt. Deze diepte is vervolgens omgerekend naar volume of oppervlakte per vlak met behulp van de relatie tussen diepte en volume of oppervlakte (hypsografen), die verkregen is uit de bathymetrie (zie @ref(#bathymetrieMorfodynamiek)).

De gtso metingen zijn gemiddeld per week en per vak voor de onderstaande analyse. Deze data zijn te downloaden via onderstaande button (35 Mb).


De zuurstofconcentratie neemt af met de diepte, vooral in de zomermaanden, wanneer stratificatie optreedt. In die perioden wordt zuurstofconcentratie ook < 3 mg/l. Dit is het meest duidelijk in de diepste vakken 1 en 2, waar de lage concentraties zuurstof in het diepe water elk jaar optreden. In de andere vakken worden deze lage concentraties niet elk jaar bereikt. Verticale profielen van een selectie van jaren laten inderdaad variatie zien in de mate waarin zuurstofconcentraties onder 3 mg/l worden bereikt in de verschillende vakken (figuur 9.31)

Variatie in de gemiddelde verticale verdeling van zuurstof per vak in de Grevelingen. Een selectie van jaren worden hier getoond als voorbeeld. Punten zijn gemiddelde per diepteklasse (0.25 cm) en vak. In de zomer worden wekelijks profielen opgenomen waardoor er meerdere profielen per maand te zien zijn.

Figure 9.31: Variatie in de gemiddelde verticale verdeling van zuurstof per vak in de Grevelingen. Een selectie van jaren worden hier getoond als voorbeeld. Punten zijn gemiddelde per diepteklasse (0.25 cm) en vak. In de zomer worden wekelijks profielen opgenomen waardoor er meerdere profielen per maand te zien zijn.

Over de hele periode neemt de minimale diepte waarop een concentratie van 3 mg/l jaarlijks optreedt niet toe in vak 1 (diepte van blauwe oppervlak figuur 9.32 en 9.33). Dit impliceert dat het maximale oppervlakte dat jaarlijks te maken krijgt met 3 mg/l zuurstof of lager niet afgenomen is na de jaarrond openstelling van de brouwersdam in 1999.

De afgenomen sterkte van de stratificatie in het Grevelingenmeer na 1999 heeft dus niet geleid tot een kleiner oppervlakte zuurstofarm bodemwater. Blijkbaar is het veronderstelde toename van het verticale transport van zuurstof niet groter geweest dan de (blijkbaar) toegenomen zuurtstofvraag over deze periode.

Samengestelde diepteprofielen van zuurstofconcentratie in mg/l in de vakken met de meeste metingen.

Figure 9.32: Samengestelde diepteprofielen van zuurstofconcentratie in mg/l in de vakken met de meeste metingen.

Detail van samengestelde diepteprofielen voor zuurstof in mg/l in vak 1.

Figure 9.33: Detail van samengestelde diepteprofielen voor zuurstof in mg/l in vak 1.

Het totale oppervlakte van het Grevelingenmeer dat een diepwaterconcentratie van minder dan 3 mg/l heeft, is zelfs iets toegenomen sinds ongeveer 1999. Dit blijkt uit de maandelijkse maximale uitbreiding van het zuurstofarme oppervlak (figuur 9.34), waar te zien is dat vooral in de de maanden juli en augustus extreme waarden van de uitbreiding tot ongeveerl 800 hectare voorkomen na 1999, waar ze voor dat jaar bijna geheel ontbreken.

Variatie in het maximum oppervlakte  waarbij opgelost zuurstof lager dan 3 mg/l optreedt  per maand in de onderste waterlaag over de jaren (horizontaal) en over seizoenen (verticaal).

Figure 9.34: Variatie in het maximum oppervlakte waarbij opgelost zuurstof lager dan 3 mg/l optreedt per maand in de onderste waterlaag over de jaren (horizontaal) en over seizoenen (verticaal).

Wanneer de uitbreiding van zuurstofarm oppervlak in de tijd beschouwd wordt, valt ook op dat er na 1999 vaker extreme waarden voorkomen (figuur 9.35). Ook is de mediane waarde per jaar in de zomermaanden (maart - oktober), na 1999 vaak veel hoger dan daarvoor. Voor de kwaliteit van het bodemleven is overigens de maximale uitbreiding belangrijker dan een gemiddelde of mediaan.

Het verloop van het zuurstofarm oppervlak in het Grevelingenmeer. Boxplots zijn toegevoegd voor zomer- en winterwaarden apart. De punten zijn extreme waarden die buiten de statistiek van de boxplots vallen (mediaan (horizontale streep), eerste, en derde quantiel (boxen), en 1.5 * IQR (lijnen).

Figure 9.35: Het verloop van het zuurstofarm oppervlak in het Grevelingenmeer. Boxplots zijn toegevoegd voor zomer- en winterwaarden apart. De punten zijn extreme waarden die buiten de statistiek van de boxplots vallen (mediaan (horizontale streep), eerste, en derde quantiel (boxen), en 1.5 * IQR (lijnen).

De jaarlijks gemiddelde uitbreiding van het zuurstofarm oppervlak vertoont een plotselinge toename rond het jaar 1999 en een kleinere plotselinge daling rond 2003 (breekpuntanalyse in figuur 9.36). De toename is gelijktijdig met de vergrote uitwisseling van Grevelingenmeerwater met de Noordzee door de Brouwersdam jaarrond te openen. De lichte afname is moeilijker te verklaren.

Breekpunt analyse voor zuurstofarm oppervlak in het Grevelingenmeer. Voor verklaring, zie begin van dit hoofdstuk.

Figure 9.36: Breekpunt analyse voor zuurstofarm oppervlak in het Grevelingenmeer. Voor verklaring, zie begin van dit hoofdstuk.