Abiotiek natte duinvalleien

De hydrologie van de Schoorlse Duinen zoals die in de voorgaande paragrafen is besproken, komt het meest direct tot uiting in de duinvalleien.

Aan de omvangrijke uitblazingsvalleien die in het verleden zijn ontstaan is te zien dat de grondwaterstand in het verleden veel hoger heeft gelegen (zie Foto 3.4). Het zand stoof immers uit tot aan het toenmalig grondwaterniveau. Nu zijn de valleien grotendeels verdroogd. Dit hoeft op zich geen gevolg van verdroging door menselijk activiteit te zijn. Ze zijn gevormd toen het duingebied zich veel verder zeewaarts uitstrekte en de zoetwaterbel waarschijnlijk een grotere dimensie had dan nu. De grondwaterstand was daardoor veel hoger. Daarmee lag ook het basisniveau voor de uitblazingsvalleien navenant hoger. Dit is ook goed te zien op Foto 3.4. Nadat de kust in een aantal eeuwen naar achteren is verplaatst, is ook de zoetwaterbel steeds verder gekrompen. Als logisch gevolg daarvan is ook het grondwater gedaald. Verdroging van de valleien is dus gedeeltelijk het gevolg van een natuurlijk proces (Arens, 2008).

Foto 3.4. Onderzoekers bestuderen zwarte organische bodemlaag in de duinen. Uit deze laag is op te maken dat de zeereep vroeger veel verder naar het westen lag. De zwarte bodem is destijds in een natte vallei ontstaan. Het grondwater kwam toen tot boven de hoofden van beide mannen.

De echt natte duinvalleien in de Schoorlse Duinen zijn alle gegraven (zie paragraaf 3.2.2 en 3.2.6). Figuur 3.4 laat zien dat het Vogelmeer bovenop de zoetwaterbel ligt. Aan de rechterkant van de doorsnede liggen Pirolavallei, Groeterzandgat en Hargergat op de flank van de zoetwaterbel of het duinmassief. Deze valleien liggen aan de noordkant van het duingebied.

Zoals al kon worden opgemaakt uit de hydrologische beschrijving en uit Figuur 3.4, zullen vochtige of natte valleien in de Schoorlse Duinen met zuur grondwater en regenwater te maken hebben. Op de flanken van het duinmassief wordt het grondwater als het ware naar buiten en omhoog gedrukt. Het Groeterzandgat, de

Hargerplas, de Pirolavallei en het Hargergat snijden hier in een diepere

grondwaterlaag. Dit water is wat minder zuur dan de bovenste laag, zodat hier kalkhoudend grondwater naar de oppervlakte komt (Figuur 3.9). Dit komt doordat de beide valleien zo diep zijn uitgegraven. De Hargerplas, Pirolavallei en het Hargergat volgen elkaar bovendien als een soort cascade op. Water dat in de rand van de vallei uittreedt, vermengt zich daar met het regenwater. Vervolgens

infiltreert het langzaam door de bodem naar de volgende lager gelegen vallei en zo verder. Figuur 3.7 t/m Figuur 3.11 tonen de hydrologische situaties meer in detail. Per vallei zullen nu in het kort een aantal hydrologische kenmerken worden beschreven.

Vogelmeer

Het oppervlaktewater van het Vogelmeer is arm aan opgeloste ionen (EGV = 111 μS/cm), sterk zuur (pH = 4,6) en geheel ongebufferd (HCO3 = 0,0 meq/l).

Vanuit de directe omgeving wordt het ven in natte perioden in zekere mate gevoed met lateraal toestromend, ondiep grondwater vanuit de directe omgeving (Figuur 3.7). Hierdoor zijn de grondwaterstanden aan weerszijden van het ven een fractie (3 à 5 cm) hoger dan de oppervlaktewaterstand in het ven. Dit grondwater is iets minder zuur dan het venwater zelf. Desondanks wordt het ven hiermee niet echt gebufferd. De gemiddeld laagste grondwaterstand (GLG) in de peilbuis aan de zuidkant van het Vogelmeer bedraagt ongeveer 1,50 m beneden het maaiveld. De gemiddeld hoogste grondwaterstand (GHG) ligt op ongeveer 0,50 meter beneden het maaiveld.

Figuur 3.7. Het Vogelmeer ligt bovenop de zoetwaterbel en staat onder invloed van zuur ondiep grondwater. (Bron: Bell en van ’t Hullenaar, 2004).

Groeterzandgat

Deze vallei ligt dichtbij Baak Nol en is in de zestiger jaren van de twintigste eeuw ontstaan door zandwinning. Het dwarsprofiel van Figuur 3.8 laat zien dat het water in het grootste deel van de vallei boven de oppervlakte staat. Er is bovendien een sterk verhang aanwezig in de grondwaterspiegel. Aan de zuidelijke oever van het ven komt het grondwater in de vallei tot 13 cm boven het oppervlaktewater uit. Het grondwater aan de noordkant is daarentegen lager dan het peil in het ven. Dit betekent dat aan de zuidzijde kwel optreedt. Ook de waterkwaliteit toont dit aan. De pH aan de zuidelijke kwelkant is 7,1 (neutraal) terwijl die aan de noordkant zwak

zuur is (pH = 6 à 6,5). Het kwelwater is zwak gebufferd (laag EGV 168

microsiemens per cm en lage alkaliteit). Het zuurdere grondwater aan de noordkant heeft een nog lagere EGV (88 microsiemens per cm).

Doordat de vallei nog betrekkelijk hoog in het systeem ligt, zijn de fluctuaties van de grondwaterstand groot. De GLG is 1,25 cm min maaiveld en de GHG ligt op ruim 0,70 cm beneden maaiveld. Ook kunnen gedurende langere perioden grote verschillen optreden wanneer achter elkaar een aantal droge of natte jaren optreden. In dergelijke droge perioden komt het gebufferde kwelwater niet of nauwelijks meer in de wortelzone en zal de toegenomen oxidatie en de invloed van regenwater de pH in de bodem sterk laten dalen. Dat betekent dat behalve het grondwaterniveau, ook schommelingen in de pH optreden. In samenhang hiermee zal dan ook de vegetatie periodiek veranderen.

Figuur 3.8. Het Groeterzandgat ligt op de flank van het duinmassief en van de zoetwaterbel. Het snijdt relatief diep in het zeer zwak gebufferd grondwater. (Bron: Bell en van ’t Hullenaar, 2004).

Pirolavallei

In Figuur 3.9 is te zien dat het grondwater onder sterk verval door de valleien stroomt. Van zuid naar noord is het verhang van het grondwaterniveau tussen de meetpunten ongeveer 1,45 m. De GLG in de bovenstroomse vallei, midden in Figuur 3.11, bedraagt 0,33 m min maaiveld. De GHG is 0,18 m boven maaiveld. In de benedenstroomse vallei aan de noordzijde zijn de GLG en GHG respectievelijk 0,30 m min en 0,07 m plus maaiveld.

Figuur 3.9. Van links naar rechts is te zien dat het grondwater in beide plasjes aan de zuidoever omhoog wordt gedrukt en aan de noordoever ondergronds weer infiltreert naar een lager gelegen vallei. In het bovenste grondwater zijn twee waterlagen te onderscheiden: 1) De lichtbruine laag is de meest zure en is arm aan opgeloste mineralen. 2) De groene laag is minder zuur, zwak gebufferd en is rijker aan opgeloste mineralen. Het beter gebufferde grondwater van de tweede laag komt in de plasjes aan de oppervlakte. (Bron: Bell en van ’t Hullenaar, 2004).

Het ondiepe grondwater van het heidegebied aan de noordzijde is arm aan opgeloste ionen (EGV = 43 à 72 μS/cm) en heeft een pH van 5,5. Het grondwater in de

peilbuizen en het venwater is daarmee vergeleken rijker aan ionen (EGV = 174 à 202 μS/cm). Het bovenstroomse ven heeft een pH van 5,6 en HCO3-concentratie van 0,1 mmol/l terwijl het benedenstroomse ven iets beter gebufferd is met een pH van 5,9 en een HCO3-concentratie van 0,2 mmol/l.

De vennen in de vallei snijden de grondwaterspiegel aan en zorgen voor

kortsluitingen in het grondwatersysteem. Aan de bovenstroomse zijde trekken de vennen grondwater aan (kwel). Dit water stroomt via de oppervlakte naar de benedenstroomse zijde van de vennen af, waar het weer infiltreert. Een kwelvlies langs de gehele bovenstroomse zijden van de oevers bevestigen dit beeld van de kwelsituatie. Op deze wijze worden de vennen gevoed met het iets diepere, ionenrijkere, zeer zwak gebufferd grondwater van het duinmassief (zie ook Figuur 3.9). Het grote, benedenstroomse ven trekt daarbij wat dieper en sterker gebufferd grondwater aan dan het bovenstroomse, kleine ven.

Naarmate de grondwaterstand verder stijgt, wordt het kortsluitingseffect vergroot, waarmee ook de toevoer van gebufferd kwelwater groter wordt. Als de waterstand echter beneden het bodemniveau van de vennen wegzakt, stopt dit effect en verdwijnt de toevoer van kwelwater. In die situatie kan de invloed van zuur regenwater dus gaan domineren. Bij de vennen van de Pirolavallei treedt deze situatie echter veel minder snel op dan in het Groeterzandgat. De Pirolavallei is dieper dan het Groeter Zandgat en de grondwaterfluctuaties zijn er geringer door de lagere ligging in het hydrologische systeem. Alleen in extreem droge zomers vallen de vennen droog en werkt het mechanisme niet meer. Op grond hiervan mag verwacht worden dat ook het pH-verloop in de vennen van de Pirolavallei een stuk stabieler is dan dat in het Groeterzandgat.

Het Hargergat

Het waterlopenstelsel van het Hargergat wordt permanent gevoed met kwelwater vanuit het duinmassief (Figuur 3.10). De kwel is het sterkst in de bovenstroomse uiteinden van de duinrellen en de zuidelijke uiteinden van de greppels in het benedenstroomse deel van het Hargergat. Door de constante toevoer van zwak tot matig gebufferd kwelwater is in de zandige bedding van de greppels en de duinrellen permanent ondiep stromend water aanwezig. Door het diepe drainageniveau van de waterlopen is het kwelwater echter niet in staat tot de wortelzone van het grasland te bereiken. Hierdoor is de toplaag van de bodem droog en heeft het ondiepe grondwater onder de percelen een zuur regenwaterachtig karakter.

In het bovenstroomse gedeelte (Figuur 3.10) heeft het grondwater op de flanken en het kwelwater in de duinrel en de greppels een pH van 5,9 à 6,0 en een EGV van 174 à 245 μS/cm. Het kwelwater in de duinrel is zeer zwak gebufferd (HCO3 = 0,1 meq/l) en heeft een totale hardheid van 0,4 mmol/l. De chloridenconcentratie bedraagt 65 mg/l. Het grondwater in de diepere peilbuis hoger op de flank (B22) heeft een vergelijkbare samenstelling. Het betreft zwak gebufferd duinwater dat toestroomt vanuit het duinmassief van de Schoorlse Duinen en dat wordt gedraineerd door de waterlopen.

In het ondiepe boorgat, lager in het dal bij B23 wordt echter een pH van 5,3 en een EGV van 99 gemeten. Dit water is dus een stuk zuurder en ionenarmer dan het kwelwater in de waterlopen. Dit wijst op een sterke regenwaterinvloed in het ondiepe grondwater van de graslanden. Door het diepe drainageniveau van de duinrel en greppels is het kwelwater niet in staat deze zone te bereiken en liggen tussen de greppels kleine infiltratiegebiedjes van zuur regenwater. Ook uit de gegevens van de andere peilbuizen binnen het dal volgt dat in de laaggelegen graslanden altijd infiltratie optreedt.

Figuur 3.10. Dwarsprofiel in het westelijk deel van het Hargergat dicht bij de oorsprong van de duinrel. Hier trekken de duinrel en de greppels zeer zwak gebufferd grondwater aan. Tussen de greppels is het grondwater zuur. In tegenstelling tot de greppels is hier sprake van infiltratie in plaats van kwel. (Bron: Bell en van ’t Hullenaar, 2004).

De grondwaterstanden in de diepere peilbuizen hoger op de flanken zijn GLG = 1,19 m - en 1,50 m - maaiveld. Lager in het dal komt het grondwater dichter bij het maaiveld:

Peilbuis Gemiddeld laagste

grondwaterstand (GLG) Gemiddeld Hoogste grondwaterstand (GHG) B23 0,51 m- _{mv 0,40 m}- _mv B25A (ondiep 0,33 m- _{mv 0,14 m}- _mv B25B (diep) 0,37 m- _{mv 0,25 m}- _mv B21 0,54 m- _{mv 0,38 m}- _mv

In het benedenstroomse gedeelte van het Hargergat (Figuur 3.11) heeft het grond- en kwelwater een pH van 6,2 à 6,3 en een EGV van 217 à 250 μS/cm. Het water heeft een HCO3-concentratie van 0,6 mmol/l en is hiermee dus duidelijk sterker gebufferd dan in het bovenstroomse gedeelte. De totale hardheid bedraagt 0,6 à 0,7 mmol/l en de chloridenconcentratie 65 mg/l. Door de lagere ligging in het

hydrologische systeem van de Schoorlse duinen trekken de waterlopen in het gebied relatief diep, zwak gebufferd duinwater aan (zie Figuur 3.10: F0NaCl-watertype met HCO3- concentratie van 0,5 à 1,0 meq/l). Door het diepe drainageniveau van de greppels en de Hargervaart is ook in het benedenstroomse gedeelte het zwak gebufferde kwelwater echter niet in staat de wortelzone van de vegetatie te

bereiken. Ook hier is het ondiepe grondwater vrij zuur (pH = 5,2) en ionenarm (EGV = 105). De peilbuizen in dit benedenstroomse deel van het Hargergat geven de volgende GLG en GHG:

Peilbuis Gemiddeld laagste

grondwaterstand (GLG) Gemiddeld Hoogste grondwaterstand (GHG) B26 0,37 m- _{mv 0,25 m}- _mv B32 0,36 m- _{mv 0,18 m}- _mv B40 0,47 m- _{mv 0,23 m}- _mv

Figuur 3.11. Dwarsprofiel in het oostelijk deel van het Hargergat dicht bij de weg. Dit dal ligt onderaan het duinmassief en snijdt zeer diep in de zoetwaterbel. De duinrel zelf en ook de greppels trekken dieper zwak gebufferd grondwater aan (kwel). (Bron: Bell en van ’t Hullenaar, 2004).