Water bergen

Neerslag is voor Zeeland de belangrijkste bron van zoet water. De regen valt overwegend in periodes wanneer er geen behoefte aan is en de vraag piekt in de droge periodes. Onderzocht wordt hoe het winterse overschot het beste op te slaan om in de zomer te benutten.

In Zeeland komen zoetwatervoorraden voor in de duinen, kreekruggen en dekzandgronden. De van nature gevormde zoetwaterbellen worden meer en meer door boeren benut voor irrigatie. De ontwikkeling daarvan neemt de afgelopen jaren dermate toe dat dat de natuurlijke voorraden mogelijk zullen afnemen. De belvorming kan kunstmatig worden gestimuleerd door in dit soort gebieden het grondwaterpeil te verhogen, zoals in de Waterhouderij Walcheren is onderzocht in het zogenaamde Kreekruginfiltratiesysteem. Nog een stapje verder gaat de aanpak met een zogenaamde Freshmaker, waarbij onder de zoetwaterbel zout grondwater wordt onttrokken en daarboven zoet water wordt geïnfiltreerd. In zoute kwelgebieden wordt de infiltratie van regenwater belemmerd door de opwaartse stroming van zout kwelwater. Hierdoor ontstaan extreem dunne regenwaterlenzen en is de kans op verhoogde zoutgehaltes in de wortelzones groot. Een drainagesysteem aanleggen volgens het ontwerp van Drains2Buffer is bedoeld om deze dunne regenwaterlenzen te vergroten. Het DrainStore-concept ten slotte vangt drainagewater af en brengt dit onder de kleilaag voor latere benutting.

Wateropslag in de ondergrond: Kreekruginfiltratie

Figuur 1: Schematische weergave van het infiltreren in een kreekrug. Links de situatie in de winter en rechts in de zomer (Oude Essink et al. 2018).

Het Kreekrug-Infiltratie-Systeem richt zich op de toename van de zoetwatervoorraad in een kreekrug door infiltratie van oppervlaktewater waardoor het grondwaterpeil wordt opgezet. Onder een kreekrug worden de drainagepeilen verhoogd met behulp van peilgestuurde drainage en wordt zoet oppervlaktewater in tijden van neerslagoverschot geïnfiltreerd in het drainagesysteem. De toename van de grondwaterstand leidt tot een uitbreiding van de zoetwaterlens onder de kreekrug. Hieruit kan meer grondwater worden onttrokken voor irrigatie van de gewassen. (Oude Essink et al. 2018)

Wateropslag in de ondergrond: Freshmaker

Figuur 2: Schematische weergave van de werking van de Freshmaker, links in de winter en rechts in de zomer (Oude Essink et al. 2018).

Freshmaker focust zich op de toename van de zoetwatervoorraad in een kreekrug door injectie van zoet water én onttrekking van zout grondwater om de opkegeling van zout grondwater te beperken. De injectie en winning vindt plaats via horizontaal geboorde putten (‘HDDWs’). De zoetwatervoorraad maakt het mogelijk om het risico op droogteschade voor de fruitteelt (appels, peren) te minimaliseren.

Wateropslag in de ondergrond: Drains2Buffer

Figuur 3: Schema van het functioneren van Drains2Buffer, met links de winter- en rechts de zomersituatie (Oude Essink et al. 2018).

Drains2Buffer richt zich op het vergroten en/of behouden van de zoetwatervoorraad in dunne regenwaterlenzen door slimmere, diepe drainage. Met een dieper drainagesysteem wordt de dikte van de ondiepe regenwaterlens groter. Door dichter te draineren wordt wateroverlast voorkomen. Deze combinatie voorkomt verzilting van de wortelzone van gewassen in polders met zoute kwel.

Wateropslag in de ondergrond: DrainStore

Figuur 4: DrainStore, situatie in de winter (Dooren et al. 2022).

Freshmaker, Kreekruginfiltratiesysteem en Drains2Buffer zijn niet goed toepasbaar in gedraineerde gebieden met een dikke kleilaag. Het DrainStore-concept (drainagewater af te vangen en dit onder de kleilaag te bergen voor latere benutting) zou daar meer mogelijkheden bieden. Het DrainStore-concept bestaat uit sub-irrigatie en drainage met drainagebuizen (Drain), gekoppeld aan een systeem voor ondergrondse waterberging (Store). In de winterperiode wordt hemelwater zoveel mogelijk in de ondiepe bodem van een gedraineerd akkerbouwperceel vastgehouden door het drainagepeil op te zetten. Overtollig hemelwater wordt met infiltratieputten in de diepere ondergrond geïnfiltreerd. In het groeiseizoen wordt dit opgeslagen water samen met lokaal zoet grondwater weer onttrokken en toegediend aan de drains om peilen op te zetten en de gewassen onder de wortelzone te voorzien van water (=sub-irrigatie) (figuur 2 en 3). KWR heeft in samenspraak met Provincie Zeeland een praktijkproef gestart met als doel het DrainStore-concept in de praktijk verder te ontwikkelen en te testen op een akkerbouwperceel (25 ha) van de firma Meulwaeter in Kruiningen. Het verslag van deze proef staat in dit rapport (Dooren et al. 2022).

Er is in de provincie Zeeland veel onderzoek gedaan naar innovatieve technieken om de zoetwatervoorraad in de ondergrond te verhogen. Een overzicht van de resultaten staat op deze pagina.

In zijn algemeenheid vergt het opslaan van zoet water in de ondergrond maatwerk waarbij verschillende gebiedskenmerken de haalbaarheid en de meest geschikte vorm van ondergrondse wateropslag bepalen.

Figuur 5: DrainStore, situatie in de zomer (Dooren et al. 2022).

Wateropslag in bekkens

Het inzetten van bassins voor het opslaan van zoet water om het in droge tijden te gebruiken draagt bij aan een grotere zoetwatervoorraad. Bassins kunnen ongewenste neveneffecten hebben op de landschappelijke kwaliteit en leggen beslag op een deel van het landbouwareaal. Om nadelige effecten te voorkomen is het aan te bevelen aan te sturen op het realiseren van meerwaarde zoals landschappelijke inpassing, het versterken van de biodiversiteit, een combinatie met zonnepanelen en het inzetten van bassins als bluswatervoorziening (Provincie Zeeland, 2021).

Figuur 6: Voorbeelden van bassins als aanjagers van landschapsontwikkeling (BoschSlabbers, 2021).

Het advies Landschappelijke inpassing zoetwaterbassins Zeeland (BoschSlabbers, 2021) geeft richtingen om kunstmatige zoetwaterbassins te ontwikkelen binnen mogelijkheden die de ruimtelijke kwaliteit van Zeeland biedt. Het rapport kijkt daarbij naar de (onderbouwing van) eisen aan locatie, vormgeving en landschappelijke inpassing (figuur 1) en geeft een verkenning van mogelijke combinaties met andere belangen en functies. Het doel van de studie is aandachtspunten te leveren voor de landschappelijke inpassing van waterbassins zonder afbreuk te doen aan de ruimtelijke kwaliteit. In het advies worden enkele voorbeelden gegeven hoe er in het beleid omgegaan kan worden met de uitwerking van principes in het landschap.

Wateropslag in natuurgebieden

Een andere optie is waterberging in natuurgebieden. De hoofdgedachte hierbij is zoet water te bergen in de natte maanden en het zoete water gebruiken in de droge maanden. Hierbij gelden twee randvoorwaarden:

opslag van zoetwater in natuurgebieden is alleen mogelijk als de aanwezige natuurwaarden niet worden aangetast;
de waterkwaliteit van het te bergen water moet zowel geschikt zijn voor de aanwezige natuur als voor landbouwkundig gebruik.

Figuur 7: Conceptueel toetsingskader voor de berging van zoet water in natuurgebieden voor landbouwdoeleinden (KWR, (2021).

KWR heeft een algemeen toetsingskader opgesteld met een overzicht van de belangrijkste aandachtspunten voor de haalbaarheid van zoetwateropslag in natuurgebieden (figuur 2). De belangrijkste zijn waterbalans, waterpeildynamiek in het natuurgebied, kwaliteit van het water dat in het natuurgebied wordt opgeslagen, waterkwaliteit voor landbouw, randvoorwaarden van ecologie/natuurwaarden en monitoring en beheer van waterberging. Aan de hand van dit toetsingskader zijn quick scans uitgevoerd voor twee gebieden om de haalbaarheid van zoetwaterberging te evalueren op basis van bestaande informatie en gegevens, te weten de Zwaakse Weel en de inlagen ’s Gravenhoek en Oesterput aan de noordkant van Noord-Beveland. Voor de inlagen ’s-Gravenhoek en Oesterput worden potenties van waterberging gering geacht. Het gebied Zwaakse Weel biedt meer potentie voor de berging van zoet water en de levering van irrigatiewater in het vroege voorjaar en de nazomer. Daarvoor moet het winterpeil wel fors omhoog ten opzichte van het huidige peil (KWR, (2021).

Referenties

Zeeuws Deltaplan Zoet Water, Anon., Provincie Zeeland, juli 2021.
Landschappelijke inpassing zoetwaterbassins, Aandachtspunten en verkenning voor de ruimtelijke kwaliteitZeeland,, BoschSlabbers, BoschSlabbers landschapsarchitecten, maart 2021.
DrainStore: vergroten van zoetwaterbeschikbaarheid voor irrigatie door koppeling van peilgestuurde drainage en ondergrondse waterberging, Evaluatie praktijkproef Meulwaeter, Kruiningen, Dooren, T. van, S. Ros, M. van der Schans, KWR, maart 2022.
Haalbaarheid van zoetwaterberging in twee natuurgebieden in Zeeland, Toetsingskader en quickscans Inlagen Noord-Beveland en Zwaakse Weel, KWR, KWR, juni 2021.
GO-FRESH: Valorisatie kansrijke oplossingen voor een robuuste zoetwatervoorziening, Rendabel en duurzaam watergebruik in een zilte omgeving, Oude Essink, G., Pauw, P., Van Baaren, E., Zuurbier, K., De Louw, P., Veraart, J., McAteer, E., Van Der Schoot, M., Groot, N., Cappon, H., Waterloo, M., Huang, K., Groen, M., Deltares, KWR, Wageningen UR, HZ UAS, ZLTO, Acacia Water, 2018.