Trends in maaiveldhoogte, freatische standen en stijghoogten Trends maaiveldhoogte

Bij vernatting van een veen kan het maaiveld gaan stijgen door veenvorming, expansie van de veenmatrix, en doordat de toplaag gaat drijven door gasvorming. De verandering van de maaiveldhoogte is op twee manieren bepaald. De eerste methode is op basis van de

hoogtemetingen de peilbuizen van SBB. Deze zijn in de jaren ’90 ingemeten. In 2015 en 2016 is de maaiveldhoogte van deze peilbuizen opnieuw in gemeten. De tweede methode betreft metingen van de maaiveldhoogte op drie meetlocaties voor waterstand waar met drukopnemers

(uurfrequentie) de maaiveldhoogte continu is gemeten. Trends in de maaiveldhoogte zijn bepaald op basis van lineaire regressie. Dit geeft inzicht in de verandering gedurende de meetperiode (cm) en de gemiddelde snelheid van deze verandering (cm/j).

De resultaten worden weergegeven in Tabel 3.2, Figuur 3.24 en Figuur 3.25. Diverse meetpunten die bij aanvang in laagten van het beekdal lagen en dik veen hadden (G0188, G0192 en G0198) hadden een grote stijging van de maaiveldhoogte (respectievelijk 28.4, 9.0 en 27.1 cm) in de periode 1997-2016. Deze locaties kwamen daarbij snel met gemiddeld 0.5 tot 1.5 cm/j omhoog! Op locatie G0188 werd een stijgsnelheid van dezelfde ordegrootte (2.4 cm/j) ook gemeten met de drukopnemers in de periode 2016-2019. Bij locatie G0198 daalde in de periode juist het maaiveld met 0.6 cm/j). Wanneer de stijgsnelheid wordt afgezet tegen de maaiveldhoogte aan het begin van de periode, dan blijkt er voor de periode 1997-2016 een duidelijke verband te zijn met de

maaiveldhoogte aan het begin. Hoe lager het maaiveld is, hoe sneller de stijging was. Hierdoor zijn de hoogteverschillen in de dalvlakte van het beekdal geringer geworden (zie rechtergrafiek Figuur 3.24; zie ook doorsnede B in Figuur 3.23). Voor de periode 2016-2018/2019 was de stijgsnelheid niet gecorreleerd met de maaiveldhoogte. Bij twee locaties (G0188 en G0192) was de stijgsnelheid wel vergelijkbaar met die van de periode 1997-2016 wat er op duidt dat de maaiveld stijging nog steeds voortduurt. De stijgsnelheid van locatie G0198 is sterk afgenomen en was zelfs negatief (- 0.6 cm/j) in de periode 2016-2019.

Figuur 3.24. Links: Stijgsnelheid van de maaiveldhoogte in relatie tot maaiveldhoogte aan het begin van de periode voor de periode 1997-2016 en 2016-2018/19. Rechts: Stijgsnelheid van de maaiveldhoogte en verandering van de maaiveldhoogte in de periode 1997-2016.

Figure 3.24. Left: increase rate of ground level in relation to ground level at start of the measurement period

for the periods 1997-2016 and 2016-2018/19. Right: increase rate of ground level and change of ground level in the period of 1997-2016.

Figuur 3.25. Ruimtelijke weergave van gemeten veranderingen in maaiveldhoogte voor de periode 1997-2016 en 2016-2018/2019.

Figure 3.25. Map with measured changes in ground level for the periods 1997-2016 and 2016-2018/2019.

Tabel 3.2. Trends van de maaiveldhoogte, freatische stand en stijghoogten, en verklaarde variantie van tijdreeksmodellen voor waterstand.

Table 3.2. Trends of ground level, water level, and pressure head, with explained variance of time series

models for water level.

Trends freatische stand en stijghoogte

Bij een eerste blik op het verloop van de waterstand en stijghoogten valt op dat de meeste waterstandreeksen een geleidelijk stijgende trend lijken te hebben (Figuur 3.26). Diverse locaties hadden een forse stijging van ca. 20 tot 30 cm gedurende ca. 20 jaar, wat neerkomt op een stijgsnelheid van 1 tot 2.7 cm/j (Tabel 3.2). De sterke stijging van de waterstand en stijghoogten trad op in het vlakke deel van de dalvlakte op enige afstand van de beek (Figuur 3.27). De stijging van de waterstand en stijghoogten trad gelijktijdig op met die van het maaiveld en had vaak dezelfde ordegrootte (Figuur 3.25). Opvallend is dat de geleidelijke stijging ook al voor het dempen van de lokale ontwatering zichtbaar is in de reeksen (G0188, G0192, G0197, G0198). De maaiveld stijging was sterker in de relatief lage delen en heeft daardoor bijgedragen aan een minder diepe lokale drainagebasis. Daarnaast kan een geleidelijke dichtslibbing van sloten in de periode voor het dempen hebben bijgedragen aan een geleidelijke verhoging van de drainagebasis. De

vernattingsmaatregelen die zijn uitgevoerd zijn niet als plotselinge waterstandstijging te

herkennen. Een mogelijke oorzaak hiervoor is dat de vernattingsmaatregelen gefaseerd uitgevoerd zijn over een periode van meerdere jaren. Daarnaast kunnen ingrepen lastig te traceren zijn als waterstandstijgingen omdat in de periode na de maatregelen waterstandsreeksen een hiaat hebben of weinig frequent zijn opgenomen. Wanneer exact wat waar is gebeurd is ook niet

gedocumenteerd.

Locatie/filter variabele methode

begin meting

eind meting duur periode (j) stijging periode (cm) stijgsnel heid (cm/j) alleen neerslag- verdamping (%) neerslag- verdamping + stijging drainagebasis (%)

B12G0188_MV maaiveld lin. regressie meting maaiveld

1997-02-05 2016-03-02 19.1 28.4 1.5 NA NA

B12G0188_MV maaiveld lin. regressie meting maaiveld 2016-08-28 2019-03-06 2.5 6.0 2.4 NA NA B12G0188_1 stijghoogte in veen ≈ freatisch tijdreeksanalyse: lin. model 1997-02-14 2019-03-06 22.1 19.0 0.9 2.0 95.2 B12G0188_2 stijghoogte in/onder veen tijdreeksanalyse: lin. model 1997-02-14 2019-03-06 22.1 19.7 0.9 0.3 97.6 B12G0191_0 freatische stand in veen/ mineraal NA 2015-07-13 2019-03-06 3.6 B12G0191_1 stijghoogte in veen ≈ tijdreeksanalyse: lin. model 1997-02-14 2019-03-06 22.1 26.1 1.2 47.5 65.8 B12G0191_2 stijghoogte onder veen NA 0.0

B12G0192_MV maaiveld lin. regressie meting maaiveld

1997-02-06 2016-03-02 19.1 9.0 0.5 B12G0192_MV maaiveld lin. regressie meting

maaiveld 2016-08-28 2018-12-05 2.3 0.8 0.3 B12G0192_0 freatische stand in veen NA 2015-06-09 2019-03-06 3.7 B12G0192_1 stijghoogte in veen ≈ tijdreeksanalyse: lin. model 1997-02-14 2019-03-06 22.1 28.0 1.3 68.7 84.2 B12G0192_2 stijghoogte in veen tijdreeksanalyse: lin. model 1997-02-14 2019-03-06 22.1 27.5 1.2 6.7 80.0 B12G0192_3 stijghoogte onder veen tijdreeksanalyse: lin. model 1997-02-14 2019-03-06 22.1 25.1 1.1 48.5 90.5 B12G0197_MV maaiveld lin. regressie meting

maaiveld 1997-06-13 2016-03-02 18.7 1.6 0.1 B12G0197_0 freatische stand in veen NA 2015-06-09 2018-12-15 3.5 B12G0197_1 stijghoogte in veen ≈ tijdreeksanalyse: lin. model 1997-06-28 2019-03-06 21.7 32.9 39.5 B12G0197_2 stijghoogte onder veen tijdreeksanalyse: lin. model 1997-06-28 2010-11-14 13.4 36.4 2.7 69.5 73.1 B12G0198_MV maaiveld lin. regressie meting

maaiveld

1997-06-12 2016-03-02 18.7 27.1 1.4 B12G0198_MV maaiveld lin. regressie meting

maaiveld 2016-08-28 2019-03-06 2.5 -2.0 -0.8 B12G0198_0 freatische stand in veen NA 2015-06-09 2019-03-06 3.7 B12G0198_1 stijghoogte in veen ≈ tijdreeksanalyse: lin. model 1997-06-28 2019-03-06 21.7 26.1 1.2 4.1 80.4 B12G0198_2 stijghoogte onder veen tijdreeksanalyse: lin. model 1997-06-28 2019-03-06 21.7 5.2 0.2 58.5 68.5 B12G1539_1 stijghoogte in of onder veen tijdreeksanalyse: lin. model 2009-02-25 2019-01-16 9.9 0.0 55.5 56.5 B12G1540_1 stijghoogte in of onder veen tijdreeksanalyse: lin. model 2009-01-07 2019-01-16 0.0 78.0 78.9 verklaarde variantie tijdreeksmodel Trends maaiveld en waterstand

Figuur 3.26. Tijdreeksen van maaiveldhoogte, waterstand en stijghoogte op enkele locaties met geleidelijke vernatting.

Figuur 3.27. Ruimtelijk patroon van de stijgende trend van waterstand en stijghoogten.

Figure 3.27. Spatial pattern of the increase of water level (sf1), hydraulic head in the lower part of the peat

(s2) and hydraulic head in the aquifer under the peat (s3). First number = change in water level (cm); second number is increase rate water level (cm/y). NS = no significant increase.

Om oorzaken van de stijgende trends van freatische waterstanden en stijghoogten als gevolg van de vernatting nader te duiden is tijdreeksanalyse toepast. Met tijdreeksanalyse is het mogelijk de invloed van meteorologische variatie te scheiden van andere factoren, waaronder ingrepen in de waterhuishouding. Hiervoor in het programma Menyanthes gebruikt (von Asmuth et al, 2010). Daarbij is gebruik gemaakt van de langere meetreeksen vanaf 1997 die lopen t/m 2010 en vaak tot 2019. Korte reeksen die alleen in de periode 2015-2019 zijn gemeten zijn niet geanalyseerd omdat een stijgende trend niet kon worden onderscheiden van andere factoren zoals

seizoensdynamiek (met een extreem droge zomer in 2018), verloop van het beekpeil en het uitdiepen van de landbouwdoorvoersloot. Met Menyanthes zijn met neerslag en Makkink verdamping van meteostation Eelde (dagwaarde) als invoerreeksen lineaire tijdreeksmodellen opgesteld. Vervolgens zijn aan het tijdreeksmodel afzonderlijk andere factoren als invoerreeks toegevoegd aan het tijdreeksmodel. Andere factoren bestonden uit een staptrend op 20040101 (aanvang van dempen sloten), een staptrend op 20090101 (einde van periode dempen sloten en vlak na de beekpeil verhogende maatregelen in 2018) en twee reeksen met een trend voor het lokale drainageniveau op basis van de gemeten maaiveldstijging van locatie G0188). De invloed van maaiveldstijging kan worden opgevat als een geleidelijke verhoging van de lokale

drainagebasis. Er is een reeks opgesteld met een lineair stijgende trend in de periode 1997-2016 en een lineair stijgende trend in de periode 2016-2019 (188MVtrend). Er is ook een reeks opgesteld met alleen een stijgende trend in de periode 1997-2016 en daarna constant blijvend (188MVtrend1). We gaan ervan uit dat een toegevoegde invoerreeks van invloed is als de verklaarde variantie van het model minstens met 5 % toeneemt.

Het toevoegen van staptrends op in 2004 en 2009 leidt niet tot betere tijdreeksmodellen, wat aangeeft dat een plotselinge vernatting niet is opgetreden of niet traceerbaar is door meethiaten en lage meetfrequentie in een periode na het uitvoeren van de maatregelen. Voor vrij veel tijdreeksen leidde het toevoegen van een stijgend lokaal drainageniveau wel tot verbetering van

tijdreeksmodellen (Tabel 3.2). Daarbij gaf het toevoegen van 188MVtrend1 de beste fit met de gemeten standen. Voor diverse reeksen hadden de tijdreeksmodellen zonder toevoeging van in de invoerreeks voor het drainageniveau een zeer geringe verklarende variantie (<50%). Met

de 90%. Dit duidt erop dat het dichtslibben van sloten in de beginperiode van de meetreeksen een belangrijke bijdrage heeft geleverd aan de vernatting. Het dempen van sloten heeft in een later stadium daaraan bijgedragen. Door de vernatting ging in het vlakke meest sterk vernatte dal deel het maaiveld stijgen wat op haar beurt bijdroeg aan verdere vernatting.

Het effect van beekpeil verhogende maatregelen (2008) en het dempen van de sloten (2004-2008) kan niet van elkaar gescheiden worden omdat ze in de tijd overlappen. Uit de analyse van de hydrologische effecten van beekpeil verhogende maatregelen (paragraaf 3.6.3) kan worden geconcludeerd dat de opgetreden beekpeilverhoging alleen dicht bij de beek (tot ca. 75 m) een effect heeft gehad op de freatische stand. De waterstanden op de locaties G1539 en G1540 die dicht bij (25-50 m) de beek liggen, vertonen sinds aanvang van de metingen in 2009 (dus na deze maatregelen) geen stijgende trend (Figuur 3.28). Deze locaties hebben ook elk jaar een diep (0.5- 1.0 m) uit zakkende waterstand. Blijkbaar belemmert de diepe drainage door de beek hier nog de voortschrijdende vernatting die verder verwijderd van de beek wel optreedt.

Figuur 3.28. Tijdreeksen van maaiveldhoogte en waterstand op een locatie dicht bij de beek.

3.6.2 De invloed van droge en natte perioden op waterstanden, stijghoogten en