Regenwaterlenzen vormen een belangrijke zoetwaterbron voor laaggelegen landbouwgebieden in de Zuidwestelijke Delta, maar afhankelijk van het type lens (bepaald door het bodemtype, de mate van zoute kweldruk en ligging van drainagebuizen) kunnen deze zoetwatervoorraden door klimaatverandering steeds langer en vaker verdwijnen. Dat blijkt uit onderzoeksresultaten van Deltares en de Universiteit Utrecht, die begin augustus zijn gepubliceerd in het Journal of Hydrology. Hoofdonderzoekster en geohydrologe Ilja America - Van den Heuvel vertelt over de lessen die boeren en beleidsmakers uit het onderzoek kunnen trekken.
Ilja America - Van den Heuvel“Die helikopter die momenteel in het kader van het FRESHEM-NL-project over laag Nederland vliegt om de zoet-zoutverdeling van het grondwater in kaart te brengen, vloog in 2014-‘15 met datzelfde doel over Zeeland”, begint America. Het project leverde kaartlagen op waarop grote delen van Zeeland dieprood kleuren, en dat betekent: zout grondwater binnen 5 meter onder het oppervlak. Sommige van deze gebieden, zoals Tholen, hebben nog toegang tot externe zoetwaterbronnen zoals het Volkerak, maar voor een groot deel van de Zeeuwse boeren is de afhankelijkheid van regenwaterlenzen als primaire zoetwaterbron groot.
Drie typen lenzen
Een zoete regenwaterlens kan gedefinieerd worden als het zoete water dat zich boven het zoet-zoute grensvlak bevindt. De positie van dit grensvlak is redelijk stabiel en wordt grotendeels beïnvloed door het bodemtype, de mate van zoute kweldruk en de ligging van drainagebuizen. Een regenwaterlens ‘verdwijnt’ wanneer de grondwaterstand onder dit grensvlak zakt. In droge zomers kunnen lenzen tijdelijk verdwijnen, waarna ze weer ontstaan in de nazomer of herfst, bij voldoende neerslag. Wanneer een lens verdwijnt, kan zout grondwater de wortels van gewassen bereiken via capillaire werking en de groei van de plant in gevaar brengen, met zoutschade tot gevolg.
De positie van het zoet-zoute grensvlak en daarmee de ‘verdwijnfrequentie’ van zoete regenwaterlenzen wordt beïnvloed door het bodemtype, de mate van zoute kweldruk en de ligging van drainagebuizen. | Beeld: De Louw et al., Journal of Hydrology, 2013 (vol. 501), p. 133-145
Op de Zeeuwse eilanden kunnen drie typen regenwaterlenzen worden onderscheiden: lenzen die nooit, soms, of vaak verdwijnen. Nooit verdwijnen doen bijvoorbeeld lenzen met diepliggende drainagebuizen en weinig druk van zoute kwel onder de lens. Vaak verdwijnen doen lenzen met ondiep gelegen drainagebuizen, een grote afstand (>15 meter) tussen drainagebuizen en/of een hoge druk van zoute kwel.
Met computermodellen, ondersteund met gegevens uit het veld, onderzocht America hoe deze regenwaterlenzen zich rond 2100 zullen gedragen bij elk van de zes klimaatscenario’s waar het KNMI rekening mee houdt voor het tijdvak 2086 tot 2115. Waar alle zes scenario’s het over eens zijn is dat de zomers warmer en droger zullen worden en de winters natter.
Delta Wealth
Het rekenwerk van America is onderdeel van Delta Wealth, een wetenschappelijk project waarin onder leiding van de Zeeuwse HZ University of Applied Sciences door onder meer TU Delft, Wageningen University & Research en Universiteit Utrecht, onderzoeksinstituten als het NIOZ en Deltares, adviesbureaus, belangenorganisaties, ontwerpers en aannemers gezocht wordt naar antwoorden op de vraag: ‘hoe houd je de Zuidwestelijke Delta veilig, klimaatbestendig, ecologisch gezond en economisch welvarend als de zeespiegelstijging na 2050 versnelt?’.
De deelnemende partijen bekommeren zich om uiteenlopende aspecten, variërend van waterveiligheid tot verzilting, ecologie en economie. America, promovenda aan de Universiteit Utrecht en geohydrologe bij Deltares, richt zich op de zoetwaterbeschikbaarheid in de delta.
Aanwezigheid lenzen afhankelijk van neerslagtekort
Haar onderzoek laat zien dat de aanwezigheid van lenzen rond 2100 sterk beïnvloed wordt door het neerslagtekort. Regenwaterlenzen zullen vaker verdwijnen, ondanks de nattere winters, en de beschikbaarheid kan voor sommige locaties kritiek worden indien geen adaptatie plaatsvindt.
Een lens die nu nog maar voor een paar dagen per twee jaar verdwenen is, zou rond 2100 voor zo’n 2 maanden per jaar kunnen verdwijnen. Oorzaak hiervan zijn de hogere neerslagtekorten in drogere zomers, die voor langere tijd lagere grondwaterstanden zullen veroorzaken.
In het onderzoek komt naar voren dat de achterliggende processen verschillen voor de drie typen regenwaterlenzen.
- Lenzen die nooit verdwijnen zijn het meest bestand tegen klimaatverandering. Hun grensvlak ligt diep genoeg en wordt in de toekomst ’s zomers bij lagere grondwaterstanden niet doorkruist.
- Lenzen die soms verdwijnen zullen in de toekomst veel vaker verdwijnen. Dit komt omdat de lens zijn vermogen verliest om in nattere jaren te verdiepen, waardoor het grensvlak hoger komt te liggen en de lens dus nog gevoeliger wordt voor lagere grondwaterstanden in de zomer.
- Lenzen die nu al vaak verdwijnen zullen in de toekomst voor een langere periode verdwijnen. Het grensvlak in dit type lenzen zal echter stabiliseren of zelfs een beetje verdiepen. Dit komt enerzijds door de lagere grondwaterstanden die ervoor zorgen dat de lens tot diepere diepte aangevuld kan worden, anderzijds door hogere grondwaterstanden in de winter die het grensvlak verder naar beneden duwen.
Boerenpraktijk
Hoe de Zeeuwse landbouwgebieden getroffen zullen worden door veranderende (zoet)waterbeschikbaarheid verschilt sterk per locatie en hangt dus onder meer af van de gekozen diepteligging van en afstand tussen drainagebuizen, maar ook van hoe diepwortelend, droogteresistent en zoutresistent de geteelde gewassen zijn. Er zijn kortom variabelen waar je, ook nu al, als boer aan kunt sleutelen om tot op zekere hoogte controle te krijgen over de ondergrondse zoetwaterbeschikbaarheid.
Hoe vertaal je de geohydrologische wetenschap naar de boerenpraktijk? Bijvoorbeeld door onderzoek te doen naar innovatieve drainagetechnieken, vertelt America, zoals in het ’living lab’ op Schouwen-Duiveland waarin Deltares samenwerkt met (onder meer) Zeeuwse agrariërs. Onder de paraplu van dit project wordt op proefbedrijven onderzocht of de zoetwaterbeschikbaarheid kan worden vergroot met bijvoorbeeld dubbele drainage (ook wel combinatiedrainage), waarbij een diepe drain zoute kwel afvoert en een ondiepere drain overwegend regenwater afvoert (in plaats van een regulier drainagesysteem waarbij brak kwelwater en zoet regenwater vermengd worden afgevoerd).
LEES OOK
H2O Actueel: Eerste vluchten zitten erop, grootschalig bodemonderzoek FRESHEM is van start
H2O Vakartikel: Het landschap als spons – fieldlabs Zoet Water Schouwen-Duiveland
