DEEL 2: TECHNISCHE HANDLEIDING PROTOCOLS BEHEERMONITORING
10 ABIOTISCH LUIK
10.1 ECO-HYDROLOGIE: PLAATSING PEILBUIZEN EN OPMAAK BODEMPROFIEL
PLAATSING PEILBUIZEN
EN OPMAAK
BODEM-PROFIEL
De waterhuishouding is een bepalende factor bij de ontwikkeling en de instand-houding van ecosystemen. Vooral in natte en vochtige natuurtypen of kwelgebieden bestaat er een nauwe relatie tussen ecolo-gie en hydroloecolo-gie, waarmee natuurbeheer rekening dient te houden. De ligging van de meetlocaties wordt bepaald door de morfologische en bodemkundige kenmer-ken van het gebied. Deze bepalen immers de waterhuishouding. INBO kan op basis van de gegevens van het bestaande meet-net (WATINA) en de opgegeven beheer-eenheden voor beheermonitoring aangeven in welke reservaten en/of proefvlakken best peilbuizen worden bijgeplaatst en bodemprofielen nagegaan. Demeulenaere et al. (2002) volgen hierbij de volgende criteria:
- peibuizen op te volgen in gebieden met drainageklasse tussen “c” en “g”
Voor het plaatsen en meten van peilbuizen in natuurgebieden volgen we de
handlei-ding van Van Daele (2003;
http://www.inbo.be/docupload/658.pdf). Het opmeten en opvolgen van grondwater-standen gebeurt meestal aan de hand van een meetnet van piëzometers en of peil-schalen (Van Daele 2003). De inplanting van de meetpunten moet weloverwogen gebeuren, en hangt af van de (eco-)hydrologische situatie en de doelstellin-gen, maar ook van praktische overwegin-gen zoals toegankelijkheid. Een regelmatig en gebiedsdekkend netwerk geeft een goed inzicht in de hydrologie van het gebied, maar vereist erg veel meetpunten. Het best worden de meetpunten geconcen-treerd op plaatsen met specifieke vragen of problemen. Men kan bijvoorbeeld een net-werk opbouwen rond de kwelgebieden of rekening houdend met de verschillende vegetatietypen in het gebied.
Het opmeten van waterpeilen vergt een
volgehouden inspanning. Peilmetingen
leveren pas nuttige informatie op als er regelmatig, langdurig en nauwkeurig ge-meten wordt. We denken hierbij gauw aan 10 jaar en langer. Een volgehouden moni-toring vormt een soort van ‘levensverzeke-ring’ voor een natuurgebied. Immers, wa-terpeilen veranderen in de loop van de tijd onder invloed van allerhande interne of externe factoren, zoals een gewijzigd on-derhoud van drainagekanalen of rivieren, grote wateronttrekking door drinkwater-maatschappijen, landbouw of industrie. Peilveranderingen onder invloed van een gewijzigde drainage of onttrekkingen kun-nen alleen op een objective manier vastge-steld worden met behulp van lange tijd-reeksen van waterpeilmetingen.
In het kader van beheermonitoring zullen loggers/divers voorhanden zijn waarmee de peilen automatisch opgemeten worden, waardoor de meetfrequentie hoger is en waterschommelingen nauwkeuriger opge-volgd kunnen worden (pers. comm. Xavier Coppens, ANB-Brussel).
De noodzaak voor de plaatsing van (extra) peilbuizen zal bij iedere monitoringsronde onderzocht worden door de coördinator op het INBO, of wordt eventueel aangegeven door de lokale beheerder. De locaties voor het bijplaatsen van peilbuizen worden be-paald en worden bij iedere monitoringsron-de meegegeven aan monitoringsron-de uitvoermonitoringsron-ders van monitoringsron-de plaatsing.
Hieronder volgt uitgebreide informatie en praktische richtlijnen over het plaatsen van peilbuizen en piëzometers, naar Van Daele (2003).
10.1.1 Benodigdheden
Hieronder staat een lijstje met de belang-rijkste benodigdheden voor het plaatsen van een piëzometer. In Figuur 17 worden de verschillende onderdelen van zo’n pië-zometer weergegeven.
Piëzometer
• PVC - buis met diameter van, bij
voor-keur 5 cm.
• Filter: 30 - 40 cm
• Schroefdop voor bovenaan
• Filtergrind (aanbevolen)
• Bentoniet (zwelklei, optioneel)
• Filterdoek om over het filtergedeelte te
trekken
• Droge betonmengeling (optioneel)
• Boven- of ondergrondse
beschermkap-pen (optioneel)
• Koppelstukken voor PVC buizen.
• Plastieken sluiting (voor elektrische
leidingen)
Werkmateriaal
• Waterbestendige stift voor het
aan-brengen van het buisnummer.
• IJzerzaag • PVC - lijm • Meetlint of meetlat • Schuurpapiertje • Schaar of mes Boormateriaal
• Boorset. Ideaal is de Edelmanboor
(diameter ca. 7 cm.), die is eenvoudig verlengbaar maar ook vrij kostelijk. Bij losse sedimenten is het soms nodig om een begeleidende boring uit te voeren, d.w.z. met verbuizing. • Verbuizing + 2 klemmen • Pulsboor • Guts Afschermmateriaal • kastanje-/eiken-/robiniahouten palen (180cm) en prikkeldraad
Figuur 17. Onderdelen van een piëzometer
10.1.2 Piëzometer klaarmaken
In de gespecialiseerde handel zijn alleon-derdelen voor de bouw van een piëzometer voorhanden. Het volstaat om de piëzome-ter volgens de instructies samen te stellen. Omwille van kostprijs en de beschikbaar-heid van materiaal in standaard doe–het– zelf zaken kan men echter opteren voor een iets ambachtelijker type van piëzome-ter, dat evenwel even goed werkt. In de meeste gevallen kan je gebruik maken van eenvoudige PVC buizen. Enkel in verontrei-nigde bodems en wanneer gepland wordt om grondwaterstalen uit de piëzometer op deze stoffen te analyseren, is het aange-wezen om zogenaamde HDPE buizen aan te schaffen. Deze zijn heel wat duurder, maar het materiaal is inert. D.w.z. dat het geen stoffen afgeeft waardoor bij vervuild bodem- of grondwater betrouwbare analy-ses worden bekomen.
In de handel vind je voorgefreesde filter-elementen (kostprijs ca. € 4 / meter). Daar zaag je een stuk van een 30-40 cm af en je plakt het onderaan de PVC - buis door middel van een koppelstuk. Om extra ste-vigheid en lekken te vermijden kunnen de contactoppervlakken een beetje ruw ge-maakt worden met een schuurpapiertje. Men kan nog een stap verder gaan en het filterdeel zelf maken door in een PVC buis gleufjes te zagen met behulp van een ij-zerzaag. Dat doe je door dwars op de leng-terichting van de buis, over de onderste 30 cm, spiraalsgewijs en om de centimeter een gleufje te zagen over 1/3 van de om-trek van de buis.
De afsluitdop onderaan
Het is belangrijk dat de buis onderaan (on-der het filterdeel dus) goed afgesloten is. Zoniet zal de piëzometer geleidelijk dicht-slibben met sediment. Het meest eenvou-dig manier is een PVC-afsluitdop die met PVC-lijm wordt bevestigd.
Een filterkous is absoluut noodzakelijk om geleidelijk dichtslibben van de buis met sediment zoveel mogelijk te voorkomen. In de gespecialiseerde handel vindt men fil-terkousen met de juiste diameter, ze zijn verkrijgbaar op rollen van verschillende meters lengte. Een stukje wordt op de juiste lengte gebracht, wordt onder de filter geknoopt en boven de filter vastge-maakt met een sluitriempje voor elektri-sche bedrading. In geval van nood kan een nylonkous de filterkous vervangen.
128 Beheermonitoring: Concept & Methodiek
De afsluitdop bovenaan
Hiervoor neem je best een schroefdopsys-teem dat eveneens in PVC te vinden is. Belangrijk is dat je net onder de dop een zeer klein gaatje boort of zaagt om de lucht vrij boven het wateroppervlak in de buis te laten bewegen. Zoniet krijg je over of onderdruk wanneer het peil in de buis schommelt en zal je niet het werkelijke waterpeil meten. De afsluitdop wordt best na het plaatsen vastgelijmd.
10.1.3 Het plaatsen
Het plaatsen van een piëzometer of peil-buis gebeurt best in de zomer, ideaal op het einde van augustus of september. De grondwaterstand is dan het laagst waar-door het boren eenvoudiger en sneller op-schiet. Eens de verzadigde zone bereikt stort bij losse sedimenten het boorgat snel terug in en is het quasi onmogelijk om nog dieper te boren. Een verbuizing kan hier een oplossing bieden (zie verder). In de zomer kan ook beter ingeschat worden hoe diep de piëzometer moet worden geplaatst.
Figuur 18. Het maken van een boorgat
Het maken van een boorgat
Hiervoor gebruik je een grondboor (Figuur 18). Er dient diep genoeg geboord te wor-den om er zeker van te zijn dat er in het droogste deel van de zomer (einde juli tot begin september) nog water in de piëzo-meter staat. Een maatstaf hiervoor kan de reductiehorizont zijn indien aanwezig. Waar de reductiehorizont begint krijgt de grond veelal een egale grijsblauwe tot blauwe
kleur. Zolang je veel roestige vlekken (gley) ziet in het opgeboorde materiaal, zit je nog niet diep genoeg. Ze zijn een aan-duiding dat er nog periodieke oxidatie op-treedt en de bodem niet continu verzadigd is. Je boort het gat tot ongeveer 1m onder de reductiehorizont, een niveau dat onge-veer overeen komt met het diepste peil van het grondwater in de zomer. In ieder geval dient het boorgat 1.50 meter diep te zijn. Ondieper geplaatste buizen zijn door hun beperkte verankering onbetrouwbaar.
Plaatsen van piëzometers praktisch:
Verbuizing
Wanneer het boorgat steeds weer instort, bv. in een zandige of grindige ondergrond wordt er gebruik gemaakt van een verbui-zing (Figuur 19). Er wordt dan een geleide-buis geplaatst die het boorgat intact houdt en waar het materiaal onderaan van bin-nenuit weggehaald kan worden. Na het plaatsen van de piëzometer wordt de ge-leide buis weggehaald. Soms is het sedi-ment zo los dat er met een gewone boor geen materiaal meer opgehaald wordt. Als alternatief kan dan een pulsboor een uit-weg bieden. Een pulsboor is een lange buis met onderaan een afsluitklep. Door de boor regelmatig op en neer te bewegen wordt het sediment losgewoeld en in de buis ver-zameld en zo afgevoerd.
Figuur 19. Boring met behulp van een verbuizing en een pulsboor
Het boorverslag
Het is niet nodig een gedetailleerde geolo-gische beschrijving van de boring te ma-ken, maar het is wel belangrijk een aantal
kenmerken van de ondergrond op te schrijven. Het kan later de metingen van de piëzometer helpen verklaren. De vol-gende kenmerken leveren erg nuttige in-formatie op:
• Textuur: grind / grof zand / fijn zand /
leem / klei / zware klei / veen
• Kleur: Zwart – donker bruin –
licht-bruin – groen – geel - …
• Diepte van de organische bodem
• Diepte van de grondwaterstand
tij-dens de boring
• Diepte waar gley verschijnselen
voor-komen en diepte waar de reductieho-rizont begint
• Aanwezigheid van: kalkconcreties,
harde ijzer of mangaan laagjes (veel in een spodosol bodem) In de bijlage zit een voorbeeld van een fiche die ge-bruikt kan worden om tijdens het bo-ren en plaatsen van de peilbuis alle ge-gevens in te vullen.
Noot: Een uitgebreid formulier voor boor-beschrijvingen is beschikbaar op INBO, maar deze zijn weinig zinnig voor de vrij ondiepe peilbuizen in natuurgebieden. Een gedetailleerde beschijving is meestal ook niet mogelijk omdat er bij het plaatsen van het meetpunt zelden een (hydro)geoloog of bodemkundige aanwezig zal zijn. Een aan-gepast veldformulier is beschikbaar op het einde van de brochure die je kan opvragen via de INBO-website (Van Daele 2003;
http://www.inbo.be/content/page.asp?pid =MON_grondwater). De boorbeschrijving is beperkt tot textuur, kleur en aard van de aangeboorde lagen.
Het plaatsen van een piëzometer. Maak de buis vooraf klaar, soms loopt het boorgat immers snel dicht. Breng eerst een beetje grind in het boorgat. Steek daarna zo snel mogelijk de klaargemaakte buis in het boorgat en giet best wat fijne grind of kiezel rond de filter, dat voorkomt het dichtslibben van de piëzometer. Het zal later onderhoud aanzienlijk verminderen. Ideaal wordt boven het filtergrind bento-niet rond de buis gestort. Daardoor wordt de filter afgesloten van de rest van het boorgat en wordt de buis beter verankerd. De rest van het boorgat rond de buis wordt dichtgemaakt met het aangeboorde sedi-ment. Zaag de piëzometer op de juiste
lengte af en monteer
daarna bovenste afsluitdop. Zolang de buis nog niet vol water is gelopen wordt die als een dobber naar boven geduwd. Hou de buis enkele minuten tegen totdat de wa-terdruk binnen en buiten de buis gelijk is.
Zorg ervoor dat de piëzometer goed in de grond vastzit en niet gemakkelijk kan be-wegen. Het heropvullen van het boorgat moet zorgvuldig gebeuren, zo niet zal de piëzometer later veel te gemakkelijk bewe-gen.
Afwerking
Ondergrondse afwerking. (Figuur 20. C) Als er vandalisme verwacht wordt of als de buis in het midden van een hooi- of een weiland komt te staan, kan je de buizen ook ondergronds afwerken, maar zorg dan voor een duidelijke aanduiding van het meetpunt en plaats er bijvoorbeeld een betonnen tegel op die gelijk met het maai-veld wordt afgewerkt. In de handel bestaan ook speciale straatpotten om buizen on-dergronds af te werken en veilig af te slui-ten. Hou er rekening mee dat dit in zeer natte of regelmatig overstromende perce-len niet aangewezen is.
Metalen beschermbuis. (Figuur 20. B) Bovengronds kunnen buizen beschermd worden door er een metalen huls overheen te slaan. In de handel zijn metalen kappen verkrijgbaar met een stevige verankering die afgesloten kunnen worden met een hangslot. In begraasde terreinen is de goedkopere beschermingsoptie de
plaat-sing van 2 of 3
kastanje-/eiken-/robiniahouten palen (180cm, rondhout of gekloven) met 3-4 prikkeldraden.
Hoogte. In kwelgebieden kan het water in de buis boven het maaiveld stijgen! Dit merk je niet altijd bij het plaatsen. Zorg daarom voor een voldoende hoge afwer-king zodat de buis niet overloopt. Meestal zal de drukhoogte niet hoger zijn dan één meter boven het maaiveld. Loopt de buis toch over, dan kan die achteraf makkelijk verhoogd worden. De nieuwe hoogte van het nulpunt moet dan wel nauwkeurig ge-meten en doorgegeven worden.
Betonnen verankering. (Figuur 20. A) Om de verankering te verbeteren en waar de omgeving dit toelaat kan voor het boren een klein putje gemaakt worden met een spade. De boring wordt uitgevoerd in het
130 Beheermonitoring: Concept & Methodiek
putje en na heropvullen van het boorgat wordt het putje opgevuld met een droge betonmengeling. Na verharden zorgt dit voor verankering. Maak de buizen bij voor-keur minstens 1,5 m lang om voldoende verankering te voorzien.
Identificatie en locatiebepaling met RTK-GPS. Het is erg belangrijk nieuwe meetpunten van in het begin (aan te dui-den op een kaart) op te meten met een nauwkeurige (RTK-)GPS en ze een eendui-dige identificatie geven, zowel op de kaart als in het veld. Zelfs de beste permanente markers worden langzaam onzichtbaar. Controleer regelmatig of het cijfer nog leesbaar is en zet de code op de buis, niet op de stop.
Figuur 20. Afwerking: A. betonnen verankering; B. Metalen beschermbuis met hangslot; C. Ondergronds met straatpot
Praktische zaken en gegevensdoor-voer
Voor alle verdere info en het doorsturen van de gegevens over de plaatsing of me-tingen, contacteer je best Piet De Becker (piet.debecker@inbo.be). Stuur de gege-vens eens per jaar door, liefst digitaal (bv. een Excel-bestand; zie template op de INBO-website, link verderop). Geef het bestand een duidelijke naam, met vermel-ding van gebied en jaar desnoods op een disketje of op papier:
Piet De Becker
Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek Kliniekstraat 25
B-1070 Brussel
De Excel-template en de brochure zijn downloadbaar via http://www.inbo.be -> kenniscentrum -> monitoring -> grondwa-ter.
Wanneer voor een bepaald gebied voor het eerst gegevens doorstuurt worden, of wanneer er nieuwe meetpunten zijn bijge-komen, vergeet dan niet die gedetailleerd te beschrijven. Benodigde gegevens staan vermeld in de brochure 'Hydrologische monitoring in natuurgebieden' p 30. Ver-geet ook niet om te vermelden als er iets is gewijzigd aan het meetpunt.
Elk gebied waarover gegevens zijn opge-slagen, heeft een unieke drielettercode, bepaald door INBO. Gebruik bij voorkeur die code bij het doorsturen van gegevens en in het onderwerpveld als je een mail stuurt. Op de INBO-site staat een overzicht van de reeds gebruikte of gereserveerde codes. Staat jouw gebied er niet tussen, geef dan een seintje aan Piet De Becker.