3.10.1 Ruimtelijk patroon van het ondiep grondwater
De figuren 3.15 tot en met 3.18 geven een ruimtelijk beeld van de dynamiek van het ondiep grondwater in Messelbroek. Tijdens de winter staat het grondwaterpeil centraal in de vallei kort bij het maaiveld; enkele onder de zandige donken en de oeverwal van de Demer staat het grondwater dieper. Figuur 3.15 toont reeds de invloed van de Demer: tussen de valleirand en de Laarbeek staan de grondwaterpeilen gemiddeld minder dan 1 m onder maaiveld; vanaf de Laarbeek, in de richting van de Demer, neemt de gemiddelde diepte van de grondwaterstand toe van 1 m tot meer dan 1.5 m nabij de rivier. In dit deel van het studiegebied komen op het einde van de zomer de waterpeilen meer dan 2 m onder maaiveld te staan. Enkel in het zuidoosten van het gebied is de maximale diepte van het grondwater minder dan 1 m. Vanaf de valleirand is er een duidelijke toename van de peilschommelingen in de richting van de Demer (figuur 3.18).
Figuur 3.15 Minimale diepte onder maaiveld van het grondwater in het studiegebied Messelbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000).
Figuur 3.16 Gemiddelde diepte onder maaiveld van het grondwater in het studiegebied Messelbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000).
Figuur 3.17 Maximale diepte onder maaiveld van het grondwater in het studiegebied Messelbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000).
Figuur 3.20 Tijdscurven van de piëzometers M100, M104, M106 en M107 en het Demerpeil ter hoogte van de brug in Zichem (peilschaal DemZich).
Figuur 3.21 Tijdscurven van de piëzometers K100, K102, K103 en K104.
De peilschommelingen van de piëzometers langsheen raai C in Messelbroek (figuur 3.21) vertonen allemaal een gelijkaardig patroon: de vallei is hier smaller dan ter hoogte van raai A waardoor de invloed van de Demer zich uitstrekt over de volledige breedte van de vallei. De diepte onder maaiveld en de peilschommelingen nemen toe in de richting van de Demer (tabel 3.9). Een grondwatermodel berekent kwel aan de valleirand in dit deel van het studiegebied, maar de opwaartse grondwaterstroming is onvoldoende om de invloed van de Demer te compenseren (Aubroeck et al. 1999). De hoge waterpeilen tijdens de winter
1998-1999 hebben geen bufferende werking gehad op de grondwaterpeilen in het daaropvolgende groeiseizoen: de peilen dalen snel in het voorjaar en op het einde van de zomer staan de grondwaterpeilen ongeveer even diep als de vorige jaren. De maximum gemeten diepte van het grondwater in piëzometer K100 was in 1997 1.08 m (op 6/10/1997) en in 1999 1.11 m (op 28/09/1999) onder maaiveld.
Tabel 3.9 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de piëzometers K100, K102, K103 en K104 (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000).
piëzometer afstand Demer (m)
min. diepte (m) gemidd. diepte (m)
max. diepte (m) amplitude (m)
K100 650 0.02 -0.48 -1.11 1.13
K102 370 -0.15 -0.93 -1.55 1.40
K103 290 -0.38 -1.19 -1.77 1.39
K104 140 -0.38 -1.22 -1.91 1.53
3.10.3 Invloed van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil.
Een dwarsdoorsnede ter hoogte van raai A in Messelbroek (figuur 3.22) geeft de invloed weer van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil in de vallei. Door de diepe ligging van het Demerpeil heeft de Demer een drainerende werking op de grondwaterpeilen in het gebied. De voornamelijk zandige alluviale sedimenten, vaak met een bijmenging van grind (rolkeien), spelen hierin een belangrijke rol (Aubroeck et al. 1998). Bij hoge Demerpeilen heeft de rivier geen drainerende invloed meer: ten zuiden van de Laarbeek staat het grondwaterpeil ongeveer gelijk met het maaiveld en tussen de Laarbeek en de Demer staat het grondwaterpeil juist onder maaiveld. Gemiddeld reikt de drainerende invloed van de Demer ongeveer 700 m ver. Op het einde van de zomer staat het grondwaterpeil in de omgeving van de Laarbeek onder het peil van de beek. De invloed van de Laarbeek reikt doorheen het jaar vermoedelijk niet verder dan piëzometer M103, op ongeveer 70 m van de beek. Er is een duidelijke toename van de waterpeilschommelingen vanaf de valleirand naar de Demer. In het gebied ten zuiden van de Laarbeek, buiten de invloedszone van de Demer, is de grondwatertafel nagenoeg horizontaal.
Ter hoogte van raai C in Messelbroek is de vallei ongeveer 600 m breed (figuur 3.23), terwijl in de omgeving van raai A dit bijna 900 m is (figuur 3.22). De drainerende invloed van de Demer strekt zich hier uit over de volledige breedte van de vallei. Bij hoge Demerpeilen reikt de invloed van de rivier nog ongeveer 100-150 m ver, gemiddeld bedraagt de invloed echter minimum 600 m. Het effect van de Laarbeek op de grondwaterpeilen is verwaarloosbaar ten opzichte van de Demer: gemiddeld reikt de invloed vermoedelijk niet verder dan 80-100m en op het einde van de zomer is er geen drainerend effect. In tegenstelling tot de situatie ter hoogte van raai A is er geen uitgesproken verschil in de grondwaterpeilschommelingen aan de valleirand en nabij de Demer (tabellen 3.8 en 3.9): de schommelingen aan de rand zijn groter dan in raai A en kleiner in de omgeving van de rivier. Een mogelijke verklaring hiervoor is een combinatie van twee factoren: enerzijds is de vallei hier minder breed, waardoor de invloed van de Demer zich over de volledige vallei uitstrekt en anderzijds blijkt uit de resultaten van een grondwatermodel (Aubroeck et al. 1999) dat de grootte van de grondwaterstromingen vrij constant zijn, terwijl er in de omgeving van raai A en B een afname is van de opwaarste grondwaterstroming vanaf de valleirand in de richting van de Demer.
Figuur 3.23 Profiel van de waterpeilen van raai C in Messelbroek.
3.10.4 Dynamiek van de oppervlaktewaterpeilen
De Laarbeek is verantwoordelijk voor de ontwatering van het zuidelijk deel van de Demervallei vanaf Testelt (Doodbroek) tot in Rillaar (Krekelbroek) en vormt een historische bypass op de Demer omheen Testelt. In het studiegebied Messelbroek werd het peil van de Laarbeek tot juni 2000 op 3 plaatsen gemonitored: peilschaal Laar1 staat aan de westelijke grens, peilschaal Laar2 aan de oostelijke grens en peilschaal Laar3 centraal in het studiegebied. Uit de tijdscurven van de 3 peilschalen (figuur 3.24) blijkt nog maar eens de uitzonderlijke situatie van de overstroming van september 1998 en de daaropvolgende zeer natte winter: de gemeten peilen zijn aanzienlijk hoger dan tijdens de winter 1999-2000. Buiten de winterperiode zijn de peilschommelingen beperkt en wordt de Laarbeek gekenmerkt door een geringe afvoer. Er is wel een duidelijk verschil tussen de peilschaal
Laar2 en de twee andere peilschalen (tabel 3.10): de amplitude is dubbel zo groot en het maximum gemeten peil in de waarnemingsperiode is ongeveer even hoog als aan peilschaal Laar3. Peilschaal Laar2 bevindt zich 540 m stroomopwaarts van de monding in de Demer; het opstuwend effect bij hoge afvoeren reikt minimaal tot aan deze peilschaal. Het hoogst gemeten peil (03/11/1998) ter hoogte van Laar2 is nog 0.5 m hoger (15.16 mTAW) dan het maximum peil in tabel 3.10. Op basis van de amplituden kan verondersteld worden dat het stuweffect van de Demer niet tot aan peilschaal Laar3 reikt, op 1860m van de monding in de Demer. Op basis van de beschikbare gegevens is het echter niet mogelijk om te bepalen hoe ver het effect reikt. Het gemiddeld verval van de Laarbeek varieert tussen de 0.37 en de 0.43 m/km.
Figuur 3.24 Tijdscurven van 3 peilschalen op de Laarbeek in Messelbroek.
Tabel 3.10 Minimum, gemidddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van 3 peilschalen op de Laarbeek (voor de waarnemingsperiode 01/06/1999 - 01/06/2000). Peilschaal min peil (mTAW) gemidd peil (mTAW) max peil (mTAW) amplitude (m)
Laar1 14.47 14.60 15.07 0.60
Laar2 13.32 13.48 14.56 1.24
Laar3 14.00 14.18 14.59 0.59
3.10.5 Besluit
Zowel het ruimtelijk patroon van de ondiepe grondwaterpeilen, als de tijds- en dwarsprofielcurven wijzen op de centrale rol die de Demer heeft in de waterhuishouding van dit deel van de vallei. Bij hoge Demerpeilen is de drainerende werking gering en staan de grondwaterpeilen nabij het maaiveld. Binnen de invloedszone van de Demer is de dynamiek van de waterpeilen vergelijkbaar met die van de Demer: een daling van het Demerpeil na de winter geeft aanleiding tot een snelle daling van het grondwaterpeil. De grondwaterdynamiek wordt er voornamelijk bepaald door de neerslaghoeveelheid en de drainerende invloed van de rivier. Hierdoor is er geen bufferende werking geweest van de uiterst natte winter van
1998-1999 op de grondwaterpeilen. De grote invloed van de rivier in dit deel van de vallei is het gevolg van de zandige alluviale sedimenten. Gemiddeld reikt de invloed van de Demer ongeveer 700 m ver. Het effect van de Laarbeek op de grondwaterpeilen is beperkt in vergelijking met de Demer.
De aanwezigheid van kwel zorgt ervoor dat, buiten de invloedszone van de rivier, de waterpeilen ondiep liggen en de seizoenale waterstandsschommelingen beperkt zijn. Binnen de invloedszone van de Demer heeft de grootte van de grondwaterstroming effect op de grondwaterschommelingen: in het oostelijk deel van het studiegebied (ter hoogte van de raaien A en B) is er een duidelijke toename van de amplitude in de richting van de Demer, terwijl dit veel minder het geval is in het westelijk deel langsheen de raaien C en D.