Notitie “Effecten maaivelddaling veenweidegebied op grondwatersysteem Fryslân” Theunis Osinga, Wetterskip Fryslân Wiebe Terwisscha van Scheltinga, Wetterskip Fryslân Johan Medenblik, Provincie Fryslân Leeuwarden, februari 2013 Inleiding In het kader van het project Kennis voor Klimaat voert kennisinstituut Alterra analyses uit naar de toekomst van het Fryske Feangreidegebiet. Op basis van de huidige snelheid van maaivelddaling en de toekomstige klimaatscenario’s is de afname van de veendikte voor 2050 en 2100 berekend. De resultaten van deze analyses vormen input voor de lange termijnvisie voor het veenweidegebied in de provincie Fryslân (Veenweidevisie). Volgens de analyses van Alterra zal in de toekomst een forse daling van het maaiveld in het veengebied van Fryslân gaan plaatsvinden (zie onderstaande afbeeldingen 1 en 2).
Afbeelding 1: Maaivelddaling 2050 (Alterra)
Afbeelding 2: Maaivelddaling 2100 (Alterra)
Om de huidige drooglegging te handhaven zullen ook de polderpeilen in gelijke mate moeten worden verlaagd (zogenaamde peilaanpassingen). Hierbij ontstond de vraag welke consequenties deze peilaanpassingen zullen hebben voor het grondwatersysteem. Met behulp van het consensus grondwatermodel MIPWA heeft Wetterskip Fryslân de effecten van de maaivelddaling (en dus tevens de peilaanpassingen) op het grondwater in beeld gebracht. Hierbij dient men zich te realiseren dat deze berekeningen een schematisatie van de werkelijkheid zijn en dat de resultaten een beeld geven van de effecten op het grondwatersysteem. Werkwijze Met behulp van MIPWA 2.0 (grondwatermodel Noord-Nederland) is een drietal stationaire berekeningen uitgevoerd. De eerste berekening betreft de huidige situatie, de tweede berekening de situatie in 2050 en de laatste berekening de situatie in 2100. NAP-gerelateerde modelparameters als maaiveld, slootpeilen, slootbodemhoogte, insnijding watergangen, diepte buisdrainage, hoogteligging greppels zijn aangepast op basis van de door Alterra berekende maaivelddaling voor 2050 en 2100. De weerstand van de deklaag is tevens gecorrigeerd ter compensatie van de veenoxidatie (minder weerstand). Een belangrijk uitgangspunt voor de berekeningen is dat het huidige niveau van de boezem ongewijzigd blijft op -0,52 m NAP. Door Alterra berekende maaivelddaling in deze boezemlanden is dan ook gelimiteerd tot een niveau van -0,32 m NAP (20 cm boven boezempeil). Het betreft hier vooral gebiedjes rondom de Friese Meren en beekdalen als de Tjonger en de Linde.
Resultaten en effecten De maaivelddaling in het veengebied, en de daaraan gekoppelde peilaanpassingen, zullen tot gevolg hebben dat de grondwaterstand zal dalen. Niet alleen zal de grondwaterstand in het veengebied zelf dalen, maar er vindt ook een daling plaats van de grondwaterstand in een belangrijk deel van het zandgebied van Fryslân (Friese Wouden). Zowel de berekeningsresultaten voor 2050 als 2100 laten zien dat in een deel van de Friese Wouden de grondwaterstand ca. 1 meter kan gaan dalen (zie figuren 1 en 2) Op sommige locaties in het veengebied daalt de grondwaterstand zelfs tot ca. 2 meter. Opvallend is dat de effecten in 2050 niet significant veel verschillen van de effecten van 2100. Dit kan worden verklaard door het feit dat volgens berekeningen van Alterra in een groot deel van het veengebied de grootste maaivelddaling vooral de komende decennia zal gaan plaatsvinden. Dit betekent dat de komende 35 jaar sterk bepalend zullen zijn voor de toekomst van het grondwatersysteem van Fryslân. Ter illustratie, het oppervlak met een effect op de grondwaterstand > 5 cm is 133.500 ha voor het scenario 2050, waar dit voor scenario 2100 143.400 ha is. Ook de stijghoogten van de diepere watervoerende pakketten zullen aanzienlijk worden verlaagd. Deze verlaging van de stijghoogte zal niet alleen plaatsvinden in het veengebied zelf, maar heeft ook een uitstraling in de richting van de Friese Wouden en in de richting van het kleigebied van Fryslân (zie figuren 3 en 4). De effecten op de stijghoogte van het diepe grondwater is dus op provinciale schaal. De lagere grondwaterstanden en stijghoogten van de diepere watervoerende pakketten hebben ook gevolgen voor de kwel- en infiltratieflux. De hoeveelheid kwel in de diep gelegen polders in het veengebied zal toenemen. Deze polders komen dermate laag te liggen dat meer grondwater hier naar toe zal stromen. Hierdoor zal de infiltratie vanuit (gebieden onder invloed van) de Friese Boezem en vanuit de Friese Wouden toenemen. Om het Boezemsysteem op peil te houden, gedurende perioden van neerslagtekort, zal de vraag naar (zoet) water toenemen. Effecten per deelgebied van Fryslân Voor de volgende deelgebieden in de provincie Fryslân zullen de effecten op het grondwatersysteem uitgebreider worden beschreven: 1. Fryske Veenweidegebied; 2. Kleigebied van Fryslân; 3 Zandgebied (Friese Wouden). Ad.1 Fryske Veenweidegebied Natuur De daling van de grondwaterstand in het Fryske Feangreidegebiet zal een toename van de verdroging van de natuurgebieden in het veengebied tot gevolg hebben. Het peilverschil tussen de landbouwpolders en de naastliggende natuurgebieden zal groter worden, waardoor een toename van infiltratie (of vermindering van kwel) in de natuurgebieden zal plaatsvinden. Tevens zal de grondwaterstand in de natuurgebieden dalen. De waterbehoefte als compensatie van de toegenomen wegzijging zal in perioden van neerslagtekort sterk toenemen. Landbouwpolders In de diep gelegen landbouwpolders zal de kwelflux toenemen met als gevolg dat de gemalen meer kwel zullen moeten uitmalen (zie figuur 5 en 6). In sommige polders neemt de kwel met 100% toe (van bijvoorbeeld 2 mm/dag naar 4 mm/dag) Met het opstellen van een waterbalans zou dit nader kunnen worden onderzocht. Naar verwachting zal daarom de capaciteit van de gemalen moeten worden vergroot. Bovendien zal de energievraag van de gemalen toenemen (meer draaiuren). Door de toename van de kwelflux in de diepe polders zal de huidige droogteschade voor de landbouw hier verminderen. Daar staat tegenover dat de natschade in de landbouw zal toenemen. Om deze natschade tegen te gaan zal extra moeten worden geïnvesteerd in middelen voor detailontwatering (drainages, begreppeling enz.) De toename van de kwelflux kan tot grotere instabiliteit van de waterlopen in de diep gelegen polders leiden. Met name indien de deklaag wordt doorsneden. Er kunnen “wellen” (loopzand) en verzakkingen ontstaan. Het onderhoud aan de natte infrastructuur zal hierdoor naar verwachting intensiveren.
Daarnaast neemt het risico op instabiliteit van de veenkades toe, bijvoorbeeld piping. Bebouwing Het risico op funderingsschade bij kwetsbare bebouwing in het veenweidegebied zal toenemen door een daling van de grondwaterstand. Kleigebied van Fryslân Nog onvoldoende duidelijk is of de verlaging van de stijghoogte van de diepere watervoerende pakketten onder het kleigebied van Fryslân zal leiden tot een toename van de zoutintrusie. Mogelijk kan lagere stijghoogte (minder tegendruk) tot gevolg hebben dat de zout/zoet grens meer landinwaarts en ondieper komt te liggen. Nader onderzoek moet duidelijk maken of dit consequenties kan hebben voor bijvoorbeeld drinkwaterwinningen, zoals Garyp, Noard-Burgum en Oudega. Zandgebied (Friese Wouden) Natuur De daling van de grondwaterstand en de toename van infiltratie in het zandgebied zal ook de verdroging van de natuurgebieden in de Friese Wouden versterken. De (regionale) kwel in beekdalen zal afnemen. Landbouw De grondwaterstanddaling zal een toename van de droogteschade in de landbouw veroorzaken.
Figuur 1: Daling grondwaterstand (2100)
Figuur 2: Daling grondwaterstand (2050)
Figuur 3: Daling diepe stijghoogte (2100)
Figuur 4: Daling diepe stijghoogte (2050)
Figuur 5: Verandering kwel/infiltartie (2100)
Figuur 6: Verandering kwel/infiltartie (2050)
