Probleem
In de laatste jaren worden de regels op sommige locaties in ons beheergebied minder goed nageleefd. Dit komt mede doordat wij als waterschap minder tijd hebben voor reguliere controles en meer inzetten op meldingen en klachten. Hierdoor is de bijdrage die toezichthouding en handhaving levert aan onze KRW-doelen, kort door de bocht: doelen voor schoon water, verre van optimaal. In extreme gevallen kan dit bijvoorbeeld zorgen voor gezondheidsrisico's, schade aan natuur en/of schade aan landbouw.
Specifiek worden in het gebied van de Bolscherbeek, een 9 kilometer lange KRW-waterloop, de laatste jaren regelmatig overschrijdingen van de toegestane ammoniumwaarden gedetecteerd. Om deze reden is de Bolscherbeek als proefgebied aangewezen.
Afbeelding 1: Het proefgebied. Het punt 20-037 aan de noordwest van het gebied wordt gebruikt als locatie voor steekproeven.
Oplossingsrichting
In de huidige situatie wordt er maandelijks gemeten aan de benedenstroomse zijde van de beek. Dit gebeurt om te toetsen of het water in de beek voldoet aan de eisen die vanuit de KRW doelen daaraan worden gesteld. De huidige werkwijze betekent dat we een slecht zicht hebben op de actuele waterkwaliteit, en daarnaast geen zicht hebben op de veroorzakers van de verminderde waterkwaliteit.
Om dit te verbeteren wilden we een aantal sensoren plaatsen, zodat er realtime én over grotere afstand gemonitord kan worden hoeveel ammonium er in het water aanwezig is. De hypothese is dat het daardoor makkelijker is om te duiden waar verhoogd toezicht leidt tot een betere waterkwaliteit.
Werkwijze
We zijn begonnen met een ontwerpsessie voor een aantal stakeholders. Hier hebben we o.a. bepaald wat we precies willen meten, waar we willen meten, wanneer, met welke frequentie, hoe dit weergegeven moet worden (dashboard) en welke triggerwaarden we willen hanteren.
Eerste ontwerp dashboard
Bij de sessie is er o.a. besloten om het project in de periode van februari t/m juli uit te voeren. Dit is de periode waarin toegestaan is om mest uit te rijden, wat één van de mogelijke oorzaken is van te hoge ammonium waarden.
Ook is er gekozen om op drie plekken sensoren te plaatsen. Zo kon er op meerdere plekken gemeten worden. Parallel hieraan worden er door het gebied tweewekelijks handmatige monsternames uitgevoerd en worden er veel agrarische bedrijven bezocht door toezichthouders.
Nu de wensen en eisen rondom de sensoren duidelijk waren hebben we de markt geraadpleegd en gekeken welke sensoren beschikbaar waren. De keuze is hierbij uiteindelijk gevallen op de sensoren van OTT Hydromet. Zij boden een kant en klaar online dashboard aan die voldeed aan al onze wensen. Zo kunnen er alarmsignalen worden ingesteld, waardoor toezichthouders een sms ontvangen bij waarden die een drempelwaarde passeerden.
De cloudomgeving van OTT Hydromet
Naast het dashboard van OTT Hydromet hebben we ook zelf een dashboard ontwikkeld. Zo kunnen we de waarden van de handmatige monsternames combineren met de zuiveringsdata. Daarnaast hebben we voor de verslaglegging achteraf de waarden van de sensoren gelegd naast de waarden van de handmatige metingen.
Sensoren
Zoals al in eerdere onderzoeken is gevonden, bleek ook in dit geval dat sensoren niet heel betrouwbaar zijn om exacte metingen te doen. Tussen de sensoren zaten namelijk (grote) verschillen als het gaat om de baselinewaarden. Daarnaast liepen deze waarden op over de tijd (drifting). Wanneer we echter keken naar het doel van de sensoren, namelijk het real-time kunnen monitoren van het watersysteem om pieken in ammoniumconcentraties te kunnen vaststellen en achterhalen, dan blijken sensoren uitermate geschikt. Zeker de combinatie van het dashboard met een alarmfunctie zorgt ervoor dat een handhaver op anomalieën kan worden gewezen en ook op afstand kan uitlezen wat er aan de hand is in de beek.
Alle metingen die door 1 van de sensoren zijn gedaan over de loop van de pilot. De bovenste grafiek laat de ammonium concentratie door de tijd heen zien.
Een ander interessant punt is dat je pieken in ammoniumwaarden door de beek heen zag bewegen, en zo ook iets kan zeggen over de snelheid van de verspreiding na een lozing en de mate van verdunning die plaats vindt.
Naast bovenstaande voordelen geeft het continue meetpatroon een veel beter beeld van de waterkwaliteit in de beek dan op basis van de (extra) handmatige metingen geschetst kan worden. Dit maakt het aanzienlijk makkelijker om te achterhalen wat er aan de hand is. Zo was in een aantal gevallen sprake van regen na een lange periode van droog weer, wat zorgt voor extra uitspoeling van akkers, maar ook extra druk op de waterzuiveringen.
De metingen van een sensor (oranje) uitgezet tegen de handmatige metingen (blauw) voor een specifieke meetplaats (20-037).
Dashboard
Het kant en klare dashboard dat door de fabrikant was geleverd beviel goed en werd met enige regelmaat gebruikt door handhavers om de situatie te kunnen aflezen, zeker wanneer de ammonium concentraties stegen. Daarnaast is het alarmeringssysteem van toegevoegde waarde.
Het dashboard wat door ons was gebouwd om de data van de waterzuivering en de steekproeven te combineren en publiceren bleek in de praktijk moeizaam up-to-date te houden. Dit kwam door de late beschikbaarheid van de gegevens in de database, en dat verschillende personen nodig waren om tot een nieuwe publicatie te komen. Gecombineerd met het feit dat de rapportages van de handmonsters ook via de mail werden verspreid, zorgde dit ervoor dat de handhavers er hun eigen administratie op nahielden en het dashboard niet tot nauwelijks gebruikt werd.
Een positief punt dat werd genoemd is dat de de data op de kaart zichtbaar werd gemaakt. Daarnaast werd als positief ervaren dat er verschillende datastromen bij elkaar kwamen. Wel dient beter afgestemd te worden welke data wordt getoond en op welke manier dat wordt vormgegeven.
Een afbeelding van het dashboard.
Conclusie
Al met al kunnen we stellen dat het plaatsen van sensoren in de waterloop een toegevoegde waarde heeft op zowel de analyse van de waterkwaliteit als de effectiviteit van het toezicht. Een aandachtspunt hierbij blijft wel dat het teveel leunen op de alarmfunctionaliteit reactief toezicht houden kan versterken, terwijl we als waterschap meer richting preventie willen. Dit gezegd hebbende biedt het terug kunnen kijken van de metingen van de sensoren wel meer en direct zicht op de situatie, iets wat in de huidige situatie van meldingen niet mogelijk is. Daarnaast is er de verwachting dat het plaatsen van sensoren ook een preventieve werking heeft op het naleefgedrag.
Voor een permanent dashboard moet nog worden gekeken naar de mogelijkheden om alle relevante gegevens, dus van de sensoren, Aqualysis data en eventuele andere gegevens, zoals data van de zuiveringen, bij elkaar te brengen. Alhoewel het door de fabrikant geleverde dashboard in de meeste gevallen afdoende was voor de handhavers, kan het voor grotere analyses wel nuttig zijn om alle relevante data bij elkaar te hebben. Voor het maken van een eventuele, permanente versie van het dashboard zal een intensievere samenwerking met de eindgebruikers voor het dashboard nodig zijn, zodat het hen zo goed mogelijk kan ondersteunen.
Auteurs: Dennie Kamp en Matthijs Schokker
