Veldsituatie, anisotroop Gelijkwaardige isotrope situatie
7.1.3 Het afdammen of dempen van watergangen en greppels
Watergangen en greppels binnen een reservaat kunnen het instellen van een voldoend hoge waterstand in een reservaat hinderen doordat ze water naar buiten het reservaat afvoeren. Minder vaak kunnen ze ongewenst watertransport binnen een reservaat veroorzaken, waardoor de ene plek te droog en de andere te nat komt te liggen. Meestal overheersen de te droge plaatsen. Daarvoor zijn die watergangen en greppels tenslotte ooit gegraven. Het dempen van een watergang is de meest rigoureuze en bijna altijd ook de meest effectieve maatregel. De vraag is dan, met wat voor materiaal moet worden gedempt. Snijdt de watergang in de minerale ondergrond, dan is dempen met mineraal materiaal het meest aangewezen, omdat naderhand inzakken weinig waarschijnlijk is, mits het
dempingsmateriaal goed wordt aangereden. Slib en ander materiaal moet eerst worden verwijderd. Het materiaal dat voor de demping wordt gebruikt is bij voorkeur laagdoorlatend, zoals leemhoudend zand en zo arm aan nutriënten als mogelijk. Waterverliezen naar de minerale ondergrond zijn in de meeste gevallen gering, vooral als gevolg van het beperkte horizontale transport van water door het restveenprofiel. Het oppervlak van het gedempte tracé mag niet lager liggen dan die van de naaste omgeving, zodat het niet alsnog kan fungeren als ondiepe watergang en/of infiltratiestrook.
Blijft de watergang met zijn bodem boven de veenbasis, dan kan het resterende veen eronder het best onaangeroerd blijven, zodat waterverlies naar de ondergrond wordt
voorkomen. Het vulmateriaal is bij voorkeur zwartveen, eventueel af te dekken met witveen. Met dit laatste kan, een gemakkelijker ontwikkeling van een veenvormende vegetatie kan worden bereikt (Tomassen et al. 2003a). Als onvoldoende materiaal voor een volledige demping beschikbaar is, kan men met dammen van zwartveen werken. Dan wordt een watergang niet gedempt, maar afgedamd. Eén dam is meestal niet voldoende, omdat het terrein vrijwel altijd enigszins helt. De afstand tussen opeenvolgende dammen hangt dan af
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 165 van de helling van de verhanglijn langs de watergang. Een goed voorbeeld is de oostelijke helft van Clara Bog (Ierland).
Eind jaren ’80 van de 20e eeuw zijn daar greppels van 60 cm diep die niet lang daarvoor waren gegraven als voorbereiding op turfwinning, provisorisch geblokkeerd met
veendammetjes. Daarbij is weinig rekening gehouden met de helling van het veen. Daardoor werd bij elke dam weliswaar het water bovenstrooms het water opgestuwd tot kruinhoogte, maar benedenstrooms bleef, afhankelijk van de terreinhelling en de afstand tot de volgende dam, de greppel leeg of de greppel viel te snel weer droog om het ontstaan van een
veenvormende vegetatie mogelijk te maken (Figuur 7.2).
Figuur 7.2. Afgedamde greppel op Clara Bog East, Ierland (1991). Op de voorgrond een beginnende ontwikkeling van Sphagnum cuspidatum, voorbij de dam staat het water dieper onder het veenoppervlak en is er geen veenmosontwikkeling te zien. Oorzaak: dammen liggen te ver uiteen, waardoor het hoogste deel van een greppelsectie regelmatig droogvalt.
Figure 7.2. Blocked drain on Clara Bog East, Ireland (1991). In the foreground a beginning development of Sphagnum cuspidatum is visible; beyond the block the water level is deeper below the bog surface and there is no visible peat moss development. The cause of the difference is that the blocks are too far between, causing the upper part of a drain section to dry up at times.
Omstreeks 1996 zijn de dammen vervangen door nieuwe. Die bestonden uit blokken veen die door een graafmachine boven uit het veen waren ‘gehapt’. De afstand tussen de dammen hing af van de plaatselijke terreinhelling, waarbij minimaal 3 en maximaal 10 dammen per 100 strekkende meter greppel werden geplaatst, opdat een greppelpand tussen twee opeenvolgende dammen een verval had dat binnen de 10 cm bleef. Dit is tegenwoordig standaardpraktijk in Ierland (Department of Arts, Heritage and the Gaeltacht 2014). Het resultaat is te zien op Figuur 7.3 en Figuur 7.4. Hierbij moet worden opgemerkt dat de oostelijke helft van Clara Bog maar ongeveer een decennium ontwaterd is geweest, zodat in 1996 nog veel verteerbaar organisch materiaal aanwezig was dat vrijwel zeker ruim
voldoende CO2 produceerde om de veenmosontwikkeling snel op gang te brengen (zie ook Tomassen et al. 2003a, 2011a).
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 166 Figuur 7.3. Afgedamde greppel op Clara Bog East, juni 2014. De greppel is in 1996 volgens voorschrift afgedamd en het veenmosdek van vooral Sphagnum cuspidatum wordt nu gekoloniseerd door Beenbreek (Narthecium ossifragum).
Figure 7.3. Blocked drain on Clara Bog East, June 2014. The drain has been re-blocked as
prescribed in 1996 and the peat moss cover of predominantly Sphagnum cuspidatum is now colonized by Bog Asphodil (Narthecium ossifragum)
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 167 Figuur 7.4. Afgedamde greppel op Clara Bog East, juni 2014. De greppel is in 1996 volgens voorschrift afgedamd en wordt nu gekoloniseerd door Beenbreek (Narthecium ossifragum) en Sphagnum magellanicum.
Figure 7.4. Blocked drain on Clara Bog East, June 2014. The drain has been re-blocked as prescribed in 1996 and the peat moss cover of particularly Sphagnum cuspidatum is now colonized by Bog Asphodil (Narthecium ossifragum) and Sphagnum magellanicum.
7.1.4 Compartimenteren
Om hoogveenvormende vegetaties op gang te helpen, is in Nederland met meer of minder succes gewerkt met compartimenten. Het gaat om omkade delen van restveengebieden. De omkading kan tot doel hebben, waterverliezen te beperken, zodat de (grond)waterspiegel gedurende het seizoen zolang mogelijk in de buurt van het oppervlak blijft. Net als bij het afdammen van watergangen geldt hierbij dat de afstand tussen de dammen zodanig moet zijn dat het hoogste deel van een compartiment niet te droog blijft, terwijl het laagste deel geen te diep water krijgt. Drijftillen vormen zich niet als het veenmos in de winter te diep wegzinkt en vervolgens in het voorjaar door de lichtabsorptie van het veenwater
onvoldoende licht krijgt om weer aan de oppervlakte te komen. De problematiek van drijftillen heeft ook vergaand te maken met de waterchemie (Smolders et al. 2003; Tomassen et al. 2011a). Dammen voor compartimentering kunnen van zwartveen, al dan niet in combinatie met een foliescherm, worden gemaakt, maar er zijn ook systemen met houten damwanden geïnstalleerd, zoals in het Fochteloërveen en het Vragenderveen. Compartimenteringen, waarbij permanent water in een compartiment blijft staan, blijken minder kansrijk dan als het compartiment ’s zomers droogvalt. Met betrekking tot de techniek van compartimenteren is bij Nederlandse hoogveenbeheerders ruime kennis aanwezig.
Bij compartimenteren moet men rekening houden met toekomstige ontwikkelingen. Geldt in de bosbouw de zegswijze ‘boompje groot, plantertje dood’, bij hoogveen gaat het om tijdsperioden die een orde van grootte langer zijn dan een mensenleven (laat staan de ambtsperiode van een bewindspersoon). Als het de bedoeling is dat een gecompartimenteerd gebied ooit een aaneengesloten hoogveen moet worden, dan moet men bij de
gebiedsinrichting daarmee al rekening houden. De compartimenten moeten te zijner tijd voor wat betreft hun onderlinge hoogteverschillen vloeiend in te passen zijn in een vloeiend verloop dat redelijk in overeenstemming is met het principe van de PAC zoals uitgewerkt in 4.3. Voor de randen van het reservaat die ruim boven het omringende gebied liggen geldt nog een andere keuze. Streeft men naar een steile rand zoals bij veel natuurlijke hoogvenen het geval is/was of wil men een meer geleidelijke overgang? Ook dit betekent rekening houden met de toekomstige helling en stroombaanlengten, kortom de PAC zoals die in 4.3 is ontwikkeld. Zowel voor buitenrand als binnecompartimenten moet worden benadrukt, dat de grenswaarden voor de PAC zijn bepaald voor omstandigheden in de Ierse Midlands (Van der Schaaf & Streefkerk 2002) en dat de daar gevonden waarden niet automatisch ook voor Nederland gelden. Vermoedelijk ligt de waarde voor Nederland wat hoger dan de 50 km voor Ierland, wellicht ongeveer 60 km. Wel is bij het vaststellen van de waarde van 50 km voor de Ierse Midlands een veiligheidsmarge in acht genomen, waarbij 30 km en lager is aangegeven als een traject waarin regeneratie van hoogveen op een niet te ernstig
gedegenereerd hoogveensubstraat onwaarschijnlijk wordt. Tussen 30 en 50 km ligt dus ook voor de Ierse Midlands een ‘grijs’ gebied. Aanvullend onderzoek op dit punt is wenselijk. 7.1.5 Het bepalen van wegzijging uit een hoogveenreservaat
In hoofdstuk 5 zijn waterverliezen naar de omgeving van een hoogveenreservaat al aan de orde geweest. De ontwikkelde rekenmodules kunnen grondwaterfluxen naar de omgeving berekenen. De mate waarin het berekeningsresultaat overeenstemt met de werkelijkheid hangt af van onzekerheden met betrekking tot de gebruikte hydrologische grootheden en de toegepaste vereenvoudigingen. Uit een oogpunt van beheer is een controlemiddel aan te bevelen. Daarvoor is in het kader van het OBN-hoogveenonderzoek de zogenoemde overloopmethode gebruikt (Tomassen et al. 2003a).
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 168 Het ligt enigszins voor de hand, de wegzijging te bepalen als restpost van de waterbalans. De balansposten zijn achtereenvolgens neerslag, verdamping, afvoer via oppervlaktewater, kwel of wegzijging en verandering in geborgen hoeveelheid water. Opgeteld zijn ze 0 als toevoer positief wordt genomen en afvoer negatief (of andersom). Daardoor kan één post uit de andere worden berekend. Bezwaar is dat de onzekerheden van alle posten zich daarbij concentreren in de onzekerheid van de te berekenen post. Wegzijgingsverliezen zijn vaak de kleinste post uit de waterbalans. Een via de waterbalans gevonden waarde kan dus een aanzienlijke onzekerheidsmarge hebben. Die onzekerheid kan worden verminderd door de berekening te doen voor een periode waarin zoveel mogelijk balansposten bij benadering gelijk aan 0 zijn.
In vrijwel alle reservaten wordt de directe afvoer via oppervlaktewater (‘zijdelingse afvoer’) op enig moment in het groeiseizoen gelijk aan 0. Als de neerslag tegen het eind van het groeiseizoen de neerslag weer gaat overtreffen, stijgt de grondwaterspiegel weer tot de zijdelingse afvoer wordt hervat. Over die periode zijn er twee balansposten gelijk aan 0: de zijdelingse afvoer en het verschil in geborgen hoeveelheid water. Dan resteren neerslag, verdamping en kwel/wegzijging. Het is overigens niet strikt noodzakelijk, de balansperiode te laten beginnen op het moment dat de zijdelingse afvoer 0 wordt. Dat kan zonder problemen een aantal dagen later, als men de periode maar laat eindigen op het ogenblik dat de grondwaterspiegel in het betreffende compartiment weer dezelfde hoogte bereikt als aan het begin van de beschouwde periode.
Men heeft dus waarnemingen nodig van neerslag, verdamping en grondwaterstand. Neerslag meet men bij voorkeur met een goede regenmeter zoals het KNMI-model en dus niet met het bekende regenglas. De meter moet ook voldoende ver van obstakels staan. Vuistregel: minimale afstand is 5x de hoogte van het obstakel, zoals een boom. Als alternatief kan men het dichtstbijgelegen KNMI-station gebruiken, maar vooral ’s zomers kunnen aanzienlijke verschillen in neerslag over korte afstanden optreden. Voor de verdamping gebruikt men de referentieverdamping. Die varieert over afstanden van enkele km niet zoveel. Dagelijkse neerslag- en verdampingscijfers zijn eenvoudig en gratis te verkrijgen via het KNMI (https://www.knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/gegevens/monv). De 14-daagse handwaarnemingen van grondwaterstanden liggen in te tijd te ver uiteen. Men is dus aangewezen op peilbuizen met een logger.
De wegzijging is nu in theorie eenvoudig te bepalen als het verschil tussen neerslag en referentie verdamping over de betreffende periode. Het zwakste punt is hier de verdamping. Het is niet zeker dat het reservaat of reservaatscompartiment zich qua verdamping precies zo gedraagt als de referentieverdamping. Tijdens het OBN-hoogveenonderzoek van 1999 tot en met 2001 bleek de methode voor een aantal veengebieden redelijk reproduceerbare resultaten te geven. Voor afwijkingen waren eenvoudige verklaringen te geven, zoals een scheurende dam langs het Meerstalblok en een stortbui bij een veentje in het Dwingelderveld (Tomassen et al. 2003a).
Bij het gebruik van de referentieverdamping bij de overloopmethode past een kanttekening. De werkelijke verdamping kan van de referentieverdamping afwijken door een drietal oorzaken.
1. Groepjes berken verdampen meer dan een vergelijkbaar oppervlak met korte vegetatie (Spieksma et al. 1997).
2. Open water verdampt ook meer dan een korte vegetatie. Toen de potentiële verdamping in Nederland nog werd bepaald met de Penman-vergelijking in enkele opeenvolgende varianten, vermenigvuldigde men voor de verdamping van gras, een permanent gewas dus, de Penman-uitkomst met een gewasfactor 0,8. De huidige referentieverdamping van het KNMI is gebaseerd op de Makkink-vergelijking die ongeveer de verdamping van een gesloten grasgewas van 10 cm hoog berekent, dus ongeveer 0,8x de Penman-verdamping. Deze verhouding geldt voor het groeiseizoen.
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 169 In werkelijkheid is de verhouding afhankelijk van de tijd van het jaar (Project- en begeleidingsgroep Verdampingsberekeningen 1988). Als een reservaatscompartiment een substantiëel oppervlak aan open water bevat, zou men dus voor dat deel
verdamping van open water, dus grofweg de referentieverdamping gedeeld door 0,8 (=maal 1,25) moeten toepassen.Ervaring hiermee ontbreekt.
3. Niettemin zijn er aanwijzingen dat dit niet altijd zo hoeft te zijn omdat
verdampingsreductie kan optreden in droge omstandigheden (Von Asmuth et al. 2012). Als de vegetatie van een hoogveen zichtbare verdrogingsverschijnselen vertoont, mag men er zonder meer van uitgaan dat er verdampingsreductie is. In andere gevallen kan dat minder evident zijn; zie het zojuist geciteerde artikel. Nader onderzoek is daarom ook op dit punt gewenst.