doorwerking van ingrepen in het grondwater

Vuistregel

Een verandering van de diepe stijghoogte zal in het algemeen als volgt doorwerken in het freatisch grondwater:

grondwaterwinning

  • verlaging van de stijghoogte door een winning zal in gelijke mate doorwerken in de voorjaarsgrondwaterstand (GVG) en de zomergrondwaterstand (GLG)
  • bij een diepe grondwaterstand  (droge standplaats) zal de ingreep relatief sterk doorwerken

drainage

  • toename van ontwatering door waterlopen werkt vooral door in lagere grondwaterstanden in het voorjaar (GVG) en een beperkte daling van de zomergrondwaterstand (GLG)
  • de verlaging is het grootst op natte standplaatsen.

beregening van gewassen

  • het effect van beregening is een daling op van de zomergrondwaterstand (GLG), omdat beregening in het groeiseizoen plaatsvindt
  • de voorjaarsgrondwaterstand (GLG) kan lager worden, vooral als een grote hoeveelheid grondwater wordt onttrekken
  • de doorwerking is ongeveer gelijk op droge en natte standplaatsen

wateraanvoer

  • door sloten in de zomer op peil te houden zakt de ondiepe grondwaterstand in de zomer (GLG) minder ver weg
  • het effect op de voorjaarsgrondwaterstand (GVG) is te verwaarlozen

peilbeheer

  • door het peil van het oppervlaktewater in het groeiseizoen zo hoog mogelijk te houden kan het uitzakken van de grondwaterstand in de zomer (GLG) enigszins worden voorkomen
  • het effect op de voorjaarsgrondwaterstand (GVG) is minimaal

Gebruiksaanwijzing

De vuistregel is gebaseerd op berekeningen met een standplaatsmodel (Kemmers, 1993). Daarbij wordt een verandering van de stijghoogte van het diepe grondwater opgelegd en berekent het model de verandering van de freatische grondwaterstand. De verhouding tussen de opgelegde stijghoogteverandering en de verandering van het ondiepe grondwater wordt de doorwerking van de ingreep genoemd.

De berekende doorwerking is uiteraard sterk afhankelijk van de schematisatie van het model.

verband-ingreep-grondwaterstand

De resultaten die Kemmers (1993) presenteert op basis van eenvoudige berekeningen zijn herkenbaar en goed te verklaren op basis van systeeminzicht:

grondwaterwinning

Een grondwateronttrekking voor de drinkwatervoorziening of industriële doeleinden is het hele jaar door min of meer constant. Over het algemeen is de verlaging van het ondiepe grondwater dan ook hetzelfde in het voorjaar als in de zomer. In de winter trekt de winning vooral water aan dat anders wordt afgevoerd door het oppervlaktewater. De winning zal dus leiden tot lagere afvoeren van het oppervlaktewater in de winter.
In de zomer kan een winning leiden tot vroeger en langer droogvallen van watergangen die niet door wateraanvoer op peil worden gehouden.

drainage

Wanneer drainage wordt geïntensiveerd door het aanleggen van buisdrainage of het graven van sloten wordt het grondwater sneller afgevoerd in natte perioden. Het effect zal vooral merkbaar zijn door daling van de grondwaterstanden in de winter en het voorjaar.
In het droge seizoen vallen veel sloten al snel droog en voeren ze geen grondwater meer af.
Daardoor zal het effect op zomergrondwaterstanden minder groot zijn, maar niet verwaarloosbaar, omdat de sloten die voor de ingreep aanwezig waren eerder zullen droogvallen.

beregening van gewassen

Door gewassen in de zomer met beregening van water te voorzien kan droogteschade zeer effectief worden voorkomen, omdat het water rechtstreeks aan de wortelzone wordt toegevoegd.
Wanneer het water uit het grondwater wordt onttrokken treedt een onmiddellijke daling op van het grondwater die eenvoudig is te berekenen (met de formules van Theis of Hantush).
Als er veel grondwater wordt onttrokken kan dat leiden tot een structurele daling van de grondwaterstand aan het eind van het seizoen, die in droge jaren doorwerkt in een lagere grondwaterstand in het volgende voorjaar. Het meest bekende voorbeeld is de droogte van de extrerem droge zomer van 1976, die extra sterk doorwerkte omdat ook het jaar 1975 extreem droog was.

wateraanvoer

Door watergangen in de zomer op peil te houden met aangevoerd oppervlaktewater infiltreert extra water naar het grondwater en zakt de ondiepe grondwaterstand in de  zomer (GLG) minder ver weg.
Het effect op de voorjaarsgrondwaterstand (GVG) is te verwaarlozen.
Het effect van wateraanvoer is meestal zeer beperkt omdat de hoeveelheid water die kan worden aangevoerd uiterst klein is (ongeveer 2%) in verhouding tot de totale grondwateraanvulling door neerslag.
In het voorjaar is er geen effect omdat wateraanvoer alleen in het groeiseizoen plaatsvindt.

peilbeheer

In landbouwgebieden is het peilbeheer gericht op het afvoeren van water in de winter (door lage winterpeilen) en het voorkomen van wateroverlast in de zomer (met peilen die ongeveer 20 to 30 cm boven het winterpeil liggen).
De meeste stuwen worden met de hand bediend, in het voorjaar wordt het peil in twee of drie stapjes verhoogd en in het najaar in één of twee keer verlaagd. Verfijning is mogelijk door stuwen te automatiseren, zodat het peil automatisch kan worden aangepasst, afhankelijk van de grondwaterstanden in een gebied. In theorie kan hiermee het uitzakken van de zomergrondwaterstand enigszins worden beperkt.
In de praktijk is de benodigde inspanning voor grondwatergestuurd peilbeheer en het risico op wateroverlast door onverwachte buien groot ten opzichte van het langjarig gemiddelde effect op de grondwaterstand. Grondwatergestuurd peilbeheer wordt daarom maar beperkt toegepast.

 

Referenties

[1] Kemmers, R.H. (1993). Ecohydrologie. Concepten en methoden van een interdisciplinair vakgebied.. Technisch Document 8. DLO-Staring Centrum, Wageningen.