Negentien jaar na de implementatie van de EU-kaderrichtlijn Water, een kader om te garanderen dat er voldoende water van goede kwaliteit is voor de burgers en het milieu, staat in het European Waters Assessment 2018-rapport van het Europees Milieuagentschap (EEA): ‘Het Europese water wordt schoner, maar er blijven grote uitdagingen bestaan’.

Met de beschikbaarheid van de gratis en open Copernicus aardobservatiesatellietgegevens tot ten minste 2030 onderzoeken milieubeschermingsagentschappen, waaronder EPA Ierland, meer dan ooit het gebruik van aardobservatiesatellietgegevens om de ecologische toestand van de waterlichamen uit af te leiden.. Door gebruik te maken van Copernicus Sentinel-2-gegevens, bijvoorbeeld, zijn we in staat onze kennis over de ecologische toestand te vergroten en ons Ierse nationale programma voor monitoring van de meren op te schalen ter ondersteuning van de EU-kaderrichtlijn Water.

Monitoring van Ierse waterlichamen

Het Ierse Environmental Protection Agency (EPA) is verantwoordelijk voor de implementatie van het nationale programma voor de monitoring van de meren. Op EU-niveau vereist de EU-kaderrichtlijn Water (KRW) de monitoring van meerwaterlichamen op hun ecologische toestand. Het EPA bestudeert het gebruik van aardobservatiesatellietgegevens om bij te dragen aan het Ierse nationale programma voor de monitoring van de meren en de EU-kaderrichtlijn Water met twee belangrijke doelen:

• Een model valideren om de ecologische toestand van een meer te voorspellen aan de hand van aardobservatiesatellietgegevens
• Dit model gebruiken om de toestand in te schatten van 800 prioritaire meren in Ierland in het kader van de Kaderrichtlijn Water.

Terwijl het monitoringprogramma in Ierland 225 van de grootste en belangrijkste meren bestrijkt, zijn er meer dan 12.000 meren en vijvers in het land. Uit recent onderzoek is gebleken dat kleinere waterlichamen meer geïsoleerd zijn van verontreinigingsbronnen en een aanzienlijk deel van de zoetwaterbiodiversiteit in uiteenlopende landschappen herbergen.  Met de verbeterde ruimtelijke resolutie van de nieuwe generatie aardobservatiesatellieten (zoals de Copernicus Sentinel-2 satellieten) kunnen nu ook kleinere waterlichamen worden vastgelegd.
 

Satellietgegevens en teledetectie ter ondersteuning van watermonitoring

Om aardobservatiesatellietgegevens te gebruiken om de ecologische toestand in te schatten, zou een meer holistische beoordeling van de waterkwaliteit opleveren, zowel op stroomgebiedniveau als op nationaal niveau. Het kan teams op het terrein begeleiden naar de plaats waar de vervuiling moet worden aangepakt of de biodiversiteit moet worden beschermd.

Enkele van de uitdagingen hierbij zijn het verkrijgen van voldoende wolkenvrije beelden, de atmosferische correctie en het gebruik van het lage signaal dat van de meren terugkomt. Aardobservatiegegevens bieden waardevolle informatie, maar voordat de juiste gegevens over de beoordeling van de ecologie van meren kunnen worden verzameld, is een aanzienlijke mate van expertise in beeldverwerking vereist. Vooral met betrekking tot de atmosferische correctie.

EPA heeft samengewerkt met VITO Remote Sensing voor de verwerking van de Sentinel-2-beelden voor alle Ierse meren die zijn aangewezen als Kaderrichtlijn Water-waterlichamen.  We hebben nu gegevens verkregen voor meer dan 800 meren over een periode van drie jaar (2016-2018).

Voor de atmosferische correctie van de gegevens hebben we de op iCOR gebaseerde verwerkingsketen gebruikt om Sentinel-2-waterkwaliteitsproducten uit af te leiden. iCOR kan worden gebruikt voor de verwerking van verschillende lucht- en satellietbeelden van kustwateren, overgangswateren, binnenwateren en landoppervlakken.

 

Voordelen van de monitoring van de ecologische toestand van Europese wateren

De analyse loopt nog steeds, maar de eerste resultaten lijken veelbelovend wanneer ze worden getest op het stroomgebied van de Glyde-Proules. Dit gebied bevat 44 meren/vijvers, waarvan er slechts drie worden gemonitord met traditionele methoden waarbij gebruik wordt gemaakt van boten om monsters te verzamelen voor analyse. Het model werd toegepast op de Sentinel-2-waterproducten en voorspellingen van de toestand werden verkregen voor 16 meren (>1 ha).

De rest was ofwel te klein, droog of ondiep. Bij vergelijking van de resultaten van de op Sentinel-2 gebaseerde ecologische toestand met de door de veldmonitoring geschatte toestand bleek dat de resultaten voor het teststroomgebied binnen één ecologische categorie vielen (zie afbeelding).

 

Het gebruik van satellietgegevens biedt ons enkele belangrijke voordelen:

• We kunnen meer en kleinere waterlichamen monitoren die anders te moeilijk te traceren zijn vanwege de beperkingen in tijd en kosten, lokale teams kunnen worden gestuurd om de meren te controleren die als risicomeren geïdentificeerd zijn.
• We kunnen gegevens verzamelen van het gehele wateroppervlak in plaats van slechts enkele afzonderlijke locaties die tijdens de huidige monitoring worden gemeten.

De Ierse EPA sponsort momenteel verder onderzoek op dit gebied via het INFER-project en volgt veel van de grote Europese onderzoeksprojecten op de voet. Er is vastgesteld dat aardobservatie een grote rol speelt in de manier waarop Europa zijn waterkwaliteit beheert door middel van toekomstige herzieningen van de Kaderrichtlijn Water. We streven ernaar om de resultaten volgend jaar op te nemen in het nationale portaal voor gegevens over de KRW https://www.catchments.ie/.