Onderzoekers van het University of Maryland Centre for Environmental Science hebben een studie afgerond naar de impact van de Conowingo Dam op de waterkwaliteit in Chesapeake Bay. Wetenschappers synthetiseerden veldwaarnemingen, modelresultaten, en langetermijnmonitoringsgegevens om de potentiële effecten van nutriëntenvervuiling in verband met sediment dat van achter de dam naar de baai wordt getransporteerd, beter te begrijpen.

"Deze synthese is belangrijk om de beste wetenschappelijke beslissingen te nemen over Bay-managementbeslissingen door het hele Susquehanna-Conowingo-upper Bay-systeem in overweging te nemen en inzichten uit verschillende gerelateerde onderzoeken te integreren, " zei Peter Goodwin, voorzitter van het University of Maryland Centre for Environmental Science. "Aangezien de meeste rivieren over de hele wereld zijn afgedamd, het begrijpen van mogelijke effecten op aangrenzende estuaria is zeer relevant voor internationale wetenschappelijke en managementgemeenschappen."

Dammen verhongeren aanvankelijk stroomafwaartse ecosystemen van zowel sedimenten als deeltjesvormige voedingsstoffen door ze op te sluiten in stroomopwaartse reservoirs. Eventueel, echter, deze reservoirs vullen, het verhogen van de levering van sediment en nutriënten aan stroomafwaartse ecosystemen, vooral tijdens stormgebeurtenissen wanneer opgeslagen sedimenten kunnen worden afgeschuurd. Sinds de bouw in 1928, De Conowingo-dam heeft het grootste deel van het stroomgebied van de Susquehanna-rivier en de bijbehorende stikstof- en fosfordeeltjes vastgehouden voordat ze Chesapeake Bay binnenkomen. Echter, de opslagcapaciteit is aanzienlijk afgenomen, vragen oproepen over mogelijke gevolgen voor Bay-ecosystemen.

Wetenschappers ontdekten dat de meeste effecten van sediment en nutriënten in de baai optreden tijdens gebeurtenissen met een hoog debiet, zoals tijdens grote stormen, die minder dan 10% van de tijd voorkomen. De ladingen die tijdens lage stromen aan de bovenste Chesapeake Bay worden geleverd, zijn sinds het einde van de jaren zeventig afgenomen, terwijl de belasting tijdens grote stormen is toegenomen. De meeste van deze materialen worden vastgehouden in de bovenste baai, maar sommige kunnen tijdens grote stormen naar het midden van de baai worden getransporteerd. waar hun voedingsstoffen biologisch beschikbaar zouden kunnen worden.

"Hoewel stormgebeurtenissen grote gevolgen op korte termijn kunnen hebben, de baai is eigenlijk heel veerkrachtig, wat opmerkelijk is, " zei de hoofdauteur van het onderzoek, Cindy Palinkas, universitair hoofddocent aan het University of Maryland Centre for Environmental Science. "Als we alle goede dingen doen, het kan de incidentele grote invoer van sediment aan."

De nutriëntenbelasting van sediment en fijnstof is sinds het einde van de jaren zeventig afgenomen voor normale rivierafvoeren en toegenomen voor stormafvoeren. Tijdens niet-gebeurtenisstromen, het meeste sediment dat langs Conowingo wordt aangevoerd, komt uit het stroomgebied van Susquehanna. Sediment- en aangehechte nutriëntenvrachten zijn afgenomen sinds 1978 (eerste volledige jaar van monitoringgegevens) voor niet-gebeurtenis rivierstromen. Deze daling weerspiegelt de inspanningen om de waterscheidingsbelasting te verminderen door middel van BMP-installatie.

Tijdens evenementenstromen, sediment en de daaraan gekoppelde nutriëntenbelasting zijn in de loop van de tijd toegenomen, consistent met een afnemende schuurdrempel in het reservoir. Dit komt ook overeen met een verminderde insluiting van sediment in de stroomgebieden als het door het reservoir gaat. Zowel een lagere schuurdrempel als verminderde vangst veroorzaken waarschijnlijk de waargenomen toename.

De potentiële impact van reservoirsedimenten op de waterkwaliteit van de baai is beperkt vanwege de lage reactiviteit van geschuurd materiaal, waardoor de impact van de totale nutriëntenbelasting zelfs bij extreme stormen wordt verminderd. Het meeste van dit materiaal zou neerslaan in de wateren met een laag zoutgehalte van de bovenste baai, waar de afgifte van stikstof en fosfor uit sedimenten in het water laag is.

Echter, gebeurtenisstromen kunnen fijn reservoirsediment naar het midden van de baai transporteren, waar het water in de zomer zouter en zuurstofarmer is. Deze omstandigheden kunnen zorgen voor een hogere afgifte van nutriënten uit sedimenten.

De meeste sedimenten worden afgezet in de bovenste baai met minimaal transport naar het midden van de baai, alleen mogelijk tijdens stormgebeurtenissen. Verhoogde stromen tijdens grote stormgebeurtenissen kunnen wat materiaal naar het midden van de baai transporteren, maar deze gebeurtenissen worden herverdeeld over langere tijdschalen.

Hoewel grote gebeurtenissen op korte termijn aanzienlijke gevolgen kunnen hebben, de baai is op de lange termijn veerkrachtig vanwege het voortdurende herstel en de tijdsverschillen tussen evenementen. Grote stormgebeurtenissen kunnen enorme hoeveelheden sediment naar de baai brengen, maar ze komen zelden voor (minder dan 10% van de dagen sinds 1978). Sedimentaanvoer naar het midden van de Bay-regio, waar water zouter is en meer bevorderlijk is voor het vrijkomen van voedingsstoffen uit sediment, is relatief klein van omvang, het minimaliseren van potentiële effecten op de waterkwaliteit van de baai.

Dit syntheseproject werd ondersteund door Maryland Sea Grant, het Grayce B. Kerr Fonds, en Exelon via het Maryland Department of Natural Resources.