Regulatie waterstandsregime

De grondwater in grondwatergevoede venen zit rond bij maaiveld en fluctueert weinig bij: 1. Afwezigheid van lokale ontwatering door sloten en buisdrainage in het beekdal.

2. Voldoende aanvoer van grondwater uit het watervoerende pakket onder het veen (kwel). Naarmate de aanvoer van grondwater groter en constanter is, kunnen waterverliezen door een verdampingsoverschot in de zomerperiode en door laterale stroming beter en langer gedurende het jaar worden gecompenseerd. Grondwaterstanden zakken daardoor niet diep en hooguit kortstondig uit. Het vlakke deel van de dalvlakte in het casestudiegebied was voor een groot deel van de tijd de kwelflux voldoende hoog om waterverliezen door verdamping en laterale afvoer te compenseren. Dat lukte echter niet meer in de extreem droge zomer van 2018 waarin de kwelflux lager was als gevolg van een sterke verlaging van de stijghoogte in het watervoerende pakket onder het veen. Ook was toen het verdampingsoverschot hoger dan normaal.

3. Een variabele laterale afvoer van water. In natte perioden is de laterale afvoer zo hoog dat de hoeveelheid aangevoerd water door kwel en het neerslagoverschot worden afgevoerd.

Deze vermindering kan plaatsvinden door het uitzakken van de grondwaterstand onder maaiveld (geen stroming van oppervlaktewater meer) en een afname van de horizontale doorlatendheid in het veen met de diepte (de laterale stroming door het veen neemt af bij een diepere grondwaterstand) en afname van de doorlatendheid door het krimpen van de veentoplaag in droge perioden.

4. Een beperking van de laterale afvoer door een geringe helling van het maaiveld. Hoge, weinig fluctuerende waterstanden in ongestoorde doorstroomvenen en in het vernatte casestudiegebied gaan samen met een geringe helling (<0.01 m/m). Hierdoor wordt de laterale afvoer van water over maaiveld en door de veentoplaag relatief klein gehouden. 5. Door een hoge specifieke bergingscoëfficiënt van de veentoplaag (bij waterstanden onder

maaiveld) en bij inundatie (waarde 1) verandert de waterstand relatief weinig bij netto aan- of afvoer van water (zie boven). Weinig veraard veen met een hoog organisch stofgehalte en lage bulkdichtheid heeft bij waterstanden dicht onder maaiveld een hoge specifieke bergingscoëfficiënt.

Berging van oppervlaktewater op maaiveld in de winter kan ook bijdragen aan het tegengaan van diepe uitzakking van de zomerwaterstand door. In het casestudiegebied is zo’n effect van

oppervlaktewaterberging beperkt omdat de laterale afvoerflux hoog is. Zo wordt in het in het vlakke deel van de dalvlakte een waterlaag van 15 cm water op maaiveld binnen ca. 10 tot 25 dagen afgevoerd door laterale stroming. Waterberging op maaiveld vormt hier een klein aandeel in de waterbalans wegens de hoge kwelflux. In venen waar de kwelflux en laterale flux gering zijn, is berging van oppervlaktewater belangrijker voor buffering van hoge zomergrondwaterstanden. Gevoeligheid waterstand voor droogteperioden in vernatte situatie

Met het onderzoek in het casestudiegebied konden de effecten van de extreem droge zomer van 2018 op de waterhuishouding worden gevolgd. In deze zomer zakt de waterstand 10 tot 30 cm dieper uit dan in de nattere jaren. De stijghoogte in het watervoerende pakket onder het veen was 20-30 cm lager en het beekpeil ca. 15 cm lager. Hieruit blijkt dat zelfs in een gebied met voor Nederlandse beekdalen een hoge kwelflux de waterstand relatief diep kan uitzakken onder

maaiveld (15-50 cm). De sterke uitzakking van de waterstand hangt vooral samen met een afname van de kwelflux als gevolg van een sterke daling van de stijghoogte onder het veen en in mindere mate met het relatief hoge verdampingstekort. De daling van de stijghoogte wordt veroorzaakt door een regionale daling van de waterstand en daarnaast ook door een langdurig diep beekpeil. Het beekpeil was langdurig laag omdat door de regionale verlaging van de waterstand de afvoer naar de beek verminderde. Door de droge zomer van 2018 en daaropvolgende droge winter, was de stijghoogte in de winter van 2018/2019 lager dan in de winters daarvoor.

Mechanismen voor vernatting

Uit de casestudy in Drentse Aa blijkt dat vernatting over een lange periode (22 jaar) optreedt en ook nog plaatsvindt tot minstens 10 jaar na de laatste maatregelen in de waterhuishouding. Een belangrijke factor voor deze voortschrijdende vernatting was in de beginperiode het staken van slootonderhoud wat leidde tot het geleidelijk aan dichtslibben van sloten. Hierdoor werd de drainagediepte van de sloten geringer. Een tweede belangrijke factor is stijging van het maaiveld die is waargenomen het relatief vlakke deel van de dalvlakte met veen dikker dan 1 m. Dit deel van het beekdal is ook het sterkst vernat. Hier is de sterkste stijging van het maaiveld opgetreden in de lokale depressies (9 tot 28 cm in een periode van 19 jaar). Het maaiveld van de dalvlakte is daardoor nog vlakker geworden waardoor de lokale drainagebasis steeds dichter op

maaiveldhoogte is komen te liggen. Daardoor draagt de maaiveldstijging ook bij aan de geleidelijke stijging van de waterstand. De maaiveldstijging zelf is een gevolg van de eerder ingezette

vernatting. Uit hoogfrequente tijdreeksen van gemeten maaiveldhoogte blijkt dat het maaiveld nog steeds stijgt (op een locatie met 2.4 cm/j in periode 2016-2019) met eenzelfde ordegrootte van stijgsnelheid over een langer termijn (0.5 tot 1.5 cm/j in de periode 1997-2016).

De opdrijving van de veentoplaag in het najaar wordt bevorderd door gasvorming (kooldioxide en methaan) die een gevolg is van anaerobe afbraak. Het stapsgewijs ‘omhoogtillen’ van het maaiveld in het najaar kan daarbij helpen bij een trendmatige zwellen van de veentoplaag. Bij de

trendmatige zwelling van de veentoplaag neemt dan het watergehalte toe. Omdat de maaiveldverhoging ook bijdraagt aan de gestaagde stijging van de waterstand versterken