Luuk van Gerven

Wageningen University & Research | WUR · Wageningen Enviromental Research

Many aquatic ecosystems have deteriorated due to human activities and their restoration is often troublesome. It is proposed here that the restoration success of deteriorated lakes critically depends on hitherto largely neglected spatial heterogeneity in nutrient loading and hydrology. A modelling approach is used to study this hypothesis by consid...

A long‐standing debate in ecology deals with the role of nitrogen and phosphorus in management and restoration of aquatic ecosystems. It has been argued that nutrient reduction strategies to combat blooms of phytoplankton or floating plants should solely focus on phosphorus (P). The underlying argument is that reducing nitrogen (N) inputs is ineffe...

Submerged macrophytes play an important role in maintaining good water quality in shallow lakes. Yet extensive stands easily interfere with various services provided by these lakes, and harvesting is increasingly applied as a management measure. Because shallow lakes may possess alternative stable states over a wide range of environmental condition...

Ecosystem models aiming to describe higher level variables such as total phosphorus and water transparency will always remain a crude simplification of reality regardless of the detail that is included. This weak link between model and reality implies that it will be impossible to accurately parameterize each of the model components on basis of emp...

All over the world freshwater ecosystems like ponds, ditches and lakes suffer from nutrient-driven regime shifts from submerged plants to dominance by algae or free-floating plants. Although freshwaters are often connected and part of a network, most of our current knowledge on regime shifts comes from studies of isolated ecosystems. The few studie...

This study presents FABM-PCLake, a redesigned structure of the PCLake aquatic ecosystem model, which we implemented in the Framework for Aquatic Biogeochemical Models (FABM). In contrast to the original model, which was designed for temperate, fully mixed freshwater lakes, the new FABM-PCLake represents an integrated aquatic ecosystem model that ca...

This study presents FABM-PCLake, a complete redesign of the PCLake aquatic ecosystem model, which we implemented into the Framework for Aquatic Biogeochemical Models (FABM). In contrast to the original model, which was designed for temperate, fully mixed freshwater lakes, the new FABM-PCLake represents an integrated aquatic ecosystem model that ena...

Here, we present a community perspective on how to explore, exploit and evolve the diversity in aquatic ecosystem models. These models play an important role in understanding the functioning of aquatic ecosystems, filling in observation gaps and developing effective strategies for water quality management. In this spirit, numerous models have been...

A principal aim of ecologists is to identify critical levels of environmental change beyond which ecosystems undergo radical shifts in their functioning. Both food-web theory and alternative stable states theory provide fundamental clues to mechanisms conferring stability to natural systems. Yet, it is unclear how the concept of food-web stability...

Dominance of free-floating plants poses a threat to biodiversity in many freshwater ecosystems. Here we propose a theoretical framework to understand this dominance, by modeling the competition for light and nutrients in a layered community of floating and submerged plants. The model shows that at high supply of light and nutrients, floating plants...

Water quality modelling deals with multidisciplinary questions ranging from fundamental to applied. Addressing this broad range of questions requires multiple analysis techniques and therefore multiple frameworks. Through the recently developed database approach to modelling (DATM), it has become possible to run a model in multiple software framewo...

Simulation modelling in ecology is a field that is becoming increasingly compartmentalized. Here we propose a Database Approach To Modelling (DATM) to create unity in dynamical ecosystem modelling with differential equations. In this approach the storage of ecological knowledge is independent of the language and platform in which the model will be...

In opdracht van het ministerie van Economische zaken, Landbouw en Innovaties (EL&I) is in 2007 een onderzoekstraject ingezet om inzicht te verschaffen in de verwachte realisatie van de KRW-doelen en welke aanvullende maatregelen mogelijk en kosteneffectief zijn. Voor het beantwoorden van de kennisvragen is het modelinstrumentarium ECHO ontwikkeld....

Sulfaat is een belangrijke stof in sloten in veenweidegebieden. Het wordt in de zuurstofloze waterbodem door micro-organismen omgezet in sulfide, dat zich bindt aan ijzer. Daardoor komt fosfaat vrij, wat slecht is voor de ecologische kwaliteit van het slootwater. De gedachte was altijd dat de inlaat van gebiedsvreemd water in de polders de grootste...

Klimaatverandering, zeespiegelstijging, autonome verzilting en de toenemende watervraag maken de zoetwatervoorziening in Nederland in de toekomst complexer, ondanks dat er, onder normale omstandigheden, zoet water in overvloed is. De kans op extremere perioden van droogte neemt toe en daarmee ook de risico’s op zout- en droogteschade voor landbouw,...

In Noord-Groningen werken Agrarische Natuurvereniging Wierde & Dijk en Waterschap Noorderzijlvest samen aan het overjarig laten staan van riet in sloten waar dat mogelijk is. Omdat dit het landschap siert en omdat het veel waarde heeft voor de natuur. Bekend is dat riet ook gebruikt kan worden voor waterzuivering, in zogenaamde helofytenfilters. In...

In het kader van het project 'Meerjarig monitoringsprogramma naar de uit- en afspoeling van nutriënten vanuit landbouwgronden in stroomgebieden en polders' zijn de effecten van het mestbeleid op stroomgebiedsniveau onderzocht. Ter ondersteuning van de kwantificering van het aandeel van de landbouw op de nutriëntenbelasting van het oppervlaktewater...

In het project Monitoring Stroomgebieden zijn de afgelopen acht jaar vier stroomgebieden intensief bemeten en gemodelleerd met als hoofddoel de invloed van het mestbeleid op de oppervlaktewaterkwaliteit te kwantificeren en te onderzoeken hoe kan worden gestuurd op schoon water. Dit rapport beschrijft de eindresultaten van één van de onderzochte str...

Het oppervlaktewater in de veenweidepolder de Krimpenerwaard kenmerkt zich door hoge fosforconcentraties in het zomerhalfjaar, gemiddeld vijf keer hoger dan de Kaderrichtlijn Water norm van 0,22 mg/l. De hoge concentraties kunnen niet worden verklaard door de bronnen die het oppervlaktewater dan belasten. De hypothese is dat de waterbodem de hoge c...

This report describes the input, execution and output of the NUSWALITE model, which simulates nutrient concentrations in surface waters. Example filkes are included of the application of the NUSWALITE model to Vansjo-Hobol catchment. A detailed description of the concepts behind the model is provided by the process description (Siderius, 2008)

The SWQN model is a simplified hydraulic model which computes flows and water levels in watercourses. SWQN and its predecessor SURFACEWATER has proven to be widely applicable, fast and accurate. This manual describes the input, execution and output of the SWQN model. Directions are given how to use SWQN in an adequate way. Example files are include...

De studie ‘Groene Ruggengraat’ maakt onderdeel uit van het Kennis voor Klimaat onderzoeksthema ‘Zoetwatervoorziening’. De casestudie richt zich op de lange termijn opgaven voor een klimaatbestendige zoetwatervoorziening in en rondom de Groene Ruggengraat, mede in relatie met andere opgaven die er liggen voor natuur en landbouw. Het project bestaat...

In dit onderzoek wordt de bijdrage van het mestbeleid en het regionale KRW-maatregelenpakket aan de realisatie van de beoogde nutriëntenconcentraties in het oppervlaktewater in beeld gebracht. Daarnaast wordt de (kosten)effectiviteit van aanvullende landbouwkundige maatregelen verkend. Daarmee wordt een stap gezet in het kwantificeren van nutriënte...

Deze meetcampagne geeft meer inzicht in het vermogen van een waterloop om nutriënten vast te leggen of na te leveren (retentie). Dit inzicht draagt bij aan het beter inschatten en optimaliseren van waterkwaliteitsmaatregelen. Hiertoe zijn een genormaliseerd en een meanderend traject in het Zeegserloopje hoogfrequent bemeten in drie perioden van elk...

Voor de evaluatie van maatregelen die worden genomen om de ambities van de Kaderrichtlijn Water te realiseren, is een goed begrip van de retentie van stikstof en fosfor in het oppervlaktewater cruciaal. In dit rapport wordt een ‘State of the art’ beeld gegeven van de manier waarop deze retentie wordt geschat op verschillende schalen. Er worden een...

Op landgoed Lankheet worden rietvelden ingezet om het oppervlaktewater effectief te zuiveren van stikstof en fosfaat. Door het riet aan het einde van de groeiperiode te maaien kunnen grote hoeveelheden nutriënten uit het systeem gehaald worden. In deze studie wordt met het NUSWALITE waterkwaliteitsmodel de zuiverende werking van de Buurserbeek en d...

Deze rapportage vormt een onderdeel van het roject ‘Monitoring Stroomgebieden’. Dit project onderzoekt het effect van het mestbeleid op de oppervlaktewaterkwaliteit in vier stroom-gebieden representatief voor Nederland. Hiervoor is een modelinstrumentarium ontwikkeld wat de uitspoeling van water en nutriënten vanuit het landsysteem simuleert en ver...

SWQN is a simplified hydraulic model for surface water systems which computes water levels and flows in a network of nodes labelled as ‘volumes’ and segments labelled as ‘connectors’. The user can specify a variety of connectors like open water courses or structures such as weirs, gates, culverts or pumps. Water levels are calculated in the ‘volume...

The hydraulic design of a tilting weir is presented, which allows for periodic exchange of potadromous fish between freshwater ecosystems. The application domain includes inland waters that need to be isolated hydraulically, preserving the existing ecological connection with the surrounding areas as much as possible. In the absence of a hydraulic g...

The relative density-to-shear velocity scaling (ζ) provides a diagnostic for the presence of compositional variations in the mantle. We invert shear-wave velocity from a recent 3-D model and gravity anomalies for radial profiles of ζ of the uppermost mantle beneath Australia. We performed calculations for the three major tectonic provinces that con...