Water quality modelling of the Lake Victoria basin and impact investigation of climate change on the quality of the Lake

Meer dan 30 miljoen inwoners in Oost-Afrika zijn voor hun levensbehoefte afhankelijk van het Victoriameer. Het Victoriameer is een belangrijke bron van water voor de drinkwatervoorziening, de landbouw, hydro-elektriciteitsopwekking en transport. De kustlijn van het meer is complex met verschillende baaien. Dit doctoraatsonderzoek focuste op de Inner Murchison Bay (IMB), die voor de drinkwatervoorziening van de hoofdstad van Uganda, Kampala, zorgt en tegelijkertijd voor een groot deel van de afvoer van huishoudelijk en industrieel afvalwater zorgt. De laatste jaren wordt de IMB meer en meer bedreigd, door zowel natuurlijke als menselijke invloeden. De waterzuiveringskosten bij de National Water & Sewerage Corporation (NWSC) zijn de laatste jaren zeer sterk gestegen; wat een zoektocht heeft geïnitieerd naar alternatieve oplossingen. Dit doctoraatsonderzoek beoogde om bijkomend inzicht te krijgen in de lange-termijn variaties van de lokale waterkwaliteit en de invloedsfactoren, zowel de natuurlijke als de kunstmatige, inclusief het klimaat. Enerzijds werden de temporele veranderingen in de waargenomen concentraties bestudeerd voor de periode 2001-2014. Anderzijds werd een model opgebouwd, bestaande uit een hydrodynamisch model geïmplementeerd in Delft3D-Flow en een waterkwaliteitsmodel op basis van de Delwaq-module. Hierbij werden opgeloste zuurstof (DO), biologisch zuurstofverbruik (BOD) en ammonium () gemodelleerd.

Er werd vastgesteld dat de waterkwaliteit in de IMB op exponentiële wijze verslechterde gedurende de periode 2001-2014 als gevolg van de verhoogde vuilvrachten en de lange verblijftijd van het water in de baai. Het jaar 2010 kende de slechtste waterkwaliteitstoestand als gevolg van een intensifiëring van de diffuse verontreiniging door de aanleg van bijkomende drainagekanalen in de stad Kampala en het gelijktijdig verdwijnen van de gunstige invloed van de wetlands aan de rand van de baai. In de toekomst kunnen door de klimaatverandering de waterniveaus in het Victoriameer met meerdere meters wijzigen. In geval van stijgende waterniveaus wordt de verzadigingsconcentratie van DO vaker bereikt en daalt de invloed van de belasting van de IMB met organisch materiaal. Een waterbeheerstrategie die zorgt voor een vermindering van de vuilvrachten naar de IMB met 30% (voor de hotpots) zorgt voor een vermindering van de ammonium-concentraties met meer dan 60%. Zulke verbetering is echter moeilijk te realiseren; resultaten geven immers aan dat opwaartse maatregelen om de vuilvrachten ter hoogte van de hotspots te verminderen slechts een beperkte invloed hebben door de accumulatie van pollutie ter hoogte van de IMB-hotspots. Sanering van de IMB door het wegnemen van de vervuilde sedimenten wordt daarom voorgesteld als de beste korte-termijn maatregel om de waterkwaliteit van de IMB te verbeteren, terwijl bijkomende waterzuivering noodzakelijk wordt op de langere termijn.