De werking van het metamodel PCLake

Met het model PCLake kan het gedrag van meren en plassen worden gesimuleerd. Omdat het gebruik tamelijk lastig en tijdrovend is, is een ‘metaversie’ ontwikkeld. Hiermee kan snel een inschatting worden gemaakt van de kritische fosfaatbelasting per type meer.

Het metamodel van PCLake

Onderdelen van het model
Het model PCLake simuleert de invloed van fosfaat op meren. Onderdelen van het model zijn: - fosfaten in water en sediment; - het doorzicht; - de hoeveelheid waterplanten; - de algenconcentratie; - de visstand; - de moeras- en oevervegetatie. Het model houdt rekening met de invloeden van het bodemtype en de grootte en diepte van het meer.

Methodiek

Voor een groot aantal meertypen en met beide begincondities zijn PCLake-simulaties uitgevoerd met een hele reeks P-belastingen. De meertypen zijn gedefinieerd door hun diepte, oppervlakte, verblijftijd, bodemtype, omvang moeraszone, en nog enkele andere kenmerken. De resultaten zijn in een database opgeslagen en voor elke combinatie zijn de omslagpunten bepaald. Het omslagpunt is gedefinieerd als de waarde waaronder de zomergemiddelde plantenbedekking >5% bedraagt.
Voor ‘nieuwe’ combinaties worden de kritische belastingen geschat met behulp van een MATLAB-interpolatieroutine. Deze vormt samen met de database van resultaten het metamodel. Afhankelijk van de invoerwaarden kiest het programma voor lineaire interpolatie of voor de dichtstbijzijnde waarde in de database.
Voor de hele set van meertypen varieert het omslagpunt voor ‘vertroebeling’ tussen 0,1 en 6 gram P per vierkante meter ter jaar.  Voor ‘opheldering' ligt het  tussen 0,1 en 3 gram P per vierkante meter ter jaar. 

Gebruik van het metamodel

Het model is via internet beschikbaar op de website www.pbl.nl/modellen/pclake2. In een invulscherm kan de gebruiker de eigenschappen van zijn/haar meer opgeven, waaruit het programma de kritische belasting schat.
De gebruiker geeft op:
• verblijftijd (dagen), jaargemiddelde of (indien bekend) zomer- en wintergemiddelde
• gemiddelde waterdiepte bij zomerpeil (meter)
• oppervlakte meer (excl. moerasgebied) (ha)
• oppervlakte moerasgebied (indien aanwezig) (ha)
• bodemtype (zand, klei, veen)
• fractie opgelost P in het invoerwater (g/g)
• visserijdruk (g/g/d)
• initiële toestand

Het model geeft als uitvoer de kritische P-belastingen kP_eu en kP_oligo (in gram P per vierkante meter per jaar) of de bijbehorende zomergemiddelde P-concentraties (in gram P per kubieke meter).

Onzekerheden

Het metamodel is alleen geldig binnen de grenzen waarvoor het is afgeleid. De onzekerheid in de uitkomst (kP) van het model zelf wordt geschat op +of - 50%. Bij lange verblijftijden wordt het model onnauwkeuriger (kP wordt onderschat). Het model gaat uit van een uniforme waterdiepte, dus effecten van diepteverdeling worden verwaarloosd. Verder zijn naast de genoemde eigenschappen nog meer factoren van invloed. Als gevolg van de klimaatverandering zullen de kP-waarden mogelijk naar beneden gaan verschuiven. Het metamodel geeft een goede indicatie, maar bij de interpretatie blijft maatwerk geboden.

Gebruik in het waterbeheer

Een beheerder kan de berekende kritische P-belasting vergelijken met de actuele P-belasting, bepaald uit de water- en nutrientenbalans. Er zijn vier mogelijkheden.

Resultaten en adviezen
	Situatie I. Actuele belasting hoger dan kP_eu   Advies: => Neem maatregelen om de belasting te verlagen.
	II. Actuele belasting in de buurt van kP_eu, of tussen kP_eu en kP_oligo in Advies:  => Overweeg maatregelen om de kritische belasting en daarmee de draagkracht van het meer te verhogen (bijv. via structuurmaatregelen zoals het creeren van oeverlanden en peilfluctuaties).
	Situatie III. Actuele belasting tussen kP_eu en kP_oligo in. Advies: ==> Overweeg een directe ingreep in het systeem, bijv. biomanipulatie (visstandbeheer) om het systeem in de heldere toestand te brengen.
	Situatie IV. Actuele belasting is lager dan kP_oligo ==>De P-belasting is laag genoeg om een stabiel heldere toestand mogelijk te maken. Geniet ervan, maar blijf de condities kritisch volgen.

• Maak zelf een modelberekening met het metamodel PCLake
• Uitleg over de kritische fosfaatbelasting van meren          

De ontwikkelaars van het model stellen het op prijs om uw ervaringen met het gebruik van het model te vernemen. U kunt uw reactie of vraag sturen naar jan.janse@pbl.nl.

Verantwoording

Het model PCLake is ontwikkeld door dr J.H Janse. Het metamodel is mede door ir S. Schep ontwikkeld, in samenwerking met ing A. Bakker. Dr P.S.C. Heuberger, ir J.H.J. Dolmans en drs A.H.W.Beusen verzorgden de webapplicatie.
Dit project is uitgevoerd door Witteveen+Bos in opdracht van het Milieu-en Natuurplanbureau en mede gefinancierd door het RIZA.

Aansprakelijkheid

Het Milieu- en Natuurplanbureau kan niet aansprakelijk gesteld worden voor ongewenste resultaten die uit het toepassen van beheersadviezen voortvloeien. 

Referenties

• Janse, J.H. (1997). A model of nutrient dynamics in shallow lakes in relation to multiple stable states. Hydrobiologia 342/343: 1-8.
• Janse, J. H. (2005). Model studies on the eutrophication of shallow lakes and ditches. Diss., Universiteit Wageningen. http://library.wur.nl/way
• Schep, S. (2006). Interacties tussen stuurvariabelen voor ecologische doelen in meren, fase 2: analyse van simulaties. Witteveen+Bos, rapport nr. BHV24-1-1.     Download rapport (Pdf, 0,5 MB)