N N 3 1 5 4 5 . 0 0 8 2 LTUÜRTECHNIEK EN WATERHUISHOUDING, WAGENINGEN rfota Ko. 82 d . d . 5 j u n i 1961 De K w a r t a i r - g e o l o g i s c h e g e s c h i e d e n i s van de Tielerwaard-West en h a a r b e t e k e n i s voor de waterhuishouding Drs.A. Verbraeck Dr.N.A.de Ridder I . INLEIDING o ;..,.._ - _ - - - „ >*
Bij de b e s t u d e r i n g van de g r o o t t e en de v e r d e l i n g van de kwel i n h e t w e s t e l i j k g e d e e l t e van de Tielerwaard i s h e t noodzakelijk gebleken t e b e schikken over een g e d e t a i l l e e r d e kennis van de geohydrologische g e s t e l d heid van h e t desbetreffende gebied.Deze kwel wordt door v e r s c h i l l e n t u s
-sen r i v i e r - en p o l d e r p e i l v e r o o r z a a k t . Om nu de v e r d e l i n g en i n t e n s i t e i t van de kwel i n de v e r s c h i l l e n d e p o l d e r s te kunnen berekenen, z i j n i n p r i n -cipe onder andere de volgende gegevens nodig: de v e r b r e i d i n g , d i k t e en doorlatendheid van de watervoerende l a a g , de v e r b r e i d i n g van aaneengeslo-ten semi-permeabele lagen en hun v e r t i c a l e weerstand tegen de grondwater-stroming, de d i e p t e l i g g i n g van de "ondoorlatende" b a s i s l a a g , de gemiddelde s t i j g h o o g t e van h e t grondwater ten opzichte van h e t gemidgemiddeldelgemiddelde r i v i e r -p e i l .
Bovengenoemde gegevens werden verkregen u i t diepe pulsboringen en door geologische k a a r t e r i n g van de oppervlaktelagen i n de Tielerwaard. De gegevens over de j o n g e r e , holocene a f z e t t i n g e n kwamen t e r beschikking door h e t k a a r t e r i n g s w e r k van de Geologische D i e n s t . Voor de geohydrologie van de d i e p e r e , p l e i s t o c e n e ondergrond werd gebruik gemaakt van p u l s b o r i n g e n , waarvan er zeven werden uitgevoerd door het I n s t i t u u t voor C u l t u u r t e c h n i e k en Waterhuishouding (M49 t/m M55) en twee door de Geologische Dienst (38 H 121 en 38 H 122), f i g u u r 1. Daarnaast werd gebruik gemaakt van gegevens u i t oudere p u l s b o r i n g e n , die voornamelijk voor d r i n k w a t e r v o o r z i e n i n g i n d i t gebied z i j n v e r r i c h t .
In de boringen, die s p e c i a a l voor d i t onderzoek z i j n gemaakt, zijn twee of meer p e i l f i l t e r s i n de grove lagen g e s t e l d . De grondmonsters z i j n op zware m i n e r a l e n - s a m e n s t e l l i n g en op k o r r e l g r o o t t e - v e r d e l i n g onderzocht.
2
-Met behulp van de r e s u l t a t e n van deze k o r r e l g r o o t t e - a n a l y s e n was h e t mo-g e l i j k een mo-globale berekenimo-g van het doorlatend vermomo-gen van de watervoe-rende l a a g t e maken. Daar eveneens k o r r e l g r o o t t e - a n a l y s e n t e r b e s c h i k k i n g stonden van grondmonsters u i t de M-boringen i n de omgeving van Waardenburg ( f i g . 1 ) , was het mogelijk ook voor deze boringen h e t doorlatend vermogen t e berekenen. Voor de overige boringen i s deze f o r m a t i e c o n s t a n t e u i t de p r o f i e l b e s c h r i j v i n g e n a f g e l e i d .
De v e r t i c a l e weerstand van de semi-permeabele, holocene deklagen i s op enkele p l a a t s e n bepaald door i n het laboratorium de v e r t i c a l e d o o r l a -tendheid van een s e r i e ongeroerde monsters t e meten.
Ter c o n t r o l e op de a l d u s bepaalde formatieconstanten i s door h e t I n -s t i t u u t voor Cultuurtechniek en Waterhui-shouding een pompproef u i t g e v o e r d t e r p l a a t s e van boring M 51 i n de omgeving van Vuren ( f i g . 1 ) .
I I . GEOLOGISCH OVERZICHT ( z i e t a b e l I en f i g u u r 2)
De Tielerwaard maakt deel u i t van de grote l a a gvl a k t e van de r i v i e
-ren de Rijn en de Maas. Het topografisch beeld van de gehele Tielerwaard West v e r t o o n t een l a n g g e r e k t e komvorm. De randen van deze kom worden i n h e t noorden, westen en zuiden gevormd door de zandig k l e i i g e a f z e t t i n g e n
gesedimenteerd langs de Linge en de Waal.
De gemiddelde t e r r e i n h o o g t e v a r i e e r t van 2 à 3 meter + N.A.P. i n h e t oosten t o t ongeveer N.A.P. i n het w e s t e l i j k e deel van de Tielerwaard. I n h e t o o s t e l i j k e deel komen p l a a t s e l i j k d u i d e l i j k waarneembare r e l i e f v e r
-s c h i l l e n v o o r . Deze r e l i e f v e r -s c h i l l e n worden veroorzaakt door h e t voorko-men van jonge f o s s i e l e r i v i e r e n , die p l a a t s e l i j k s l e c h t s bedekt worden
door een dun pakket sedimenten bestaande u i t veen en k l e i . In h e t w e s t e l i j k e deel h e e f t een dik veenpakket s t e r k n i v e l l e r e n d gewerkt. R e l i e f v e r
-s c h i l l e n komen daar v r i j w e l n i e t voor.
De ondergrond van de Tielerwaard i s t o t een d i e p t e van verscheidene t i e n t a l l e n meters samengesteld u i t een pakket k w a r t a i r e sedimenten, die door Rijn en Maas z i j n a f g e z e t . Onder holocene a f z e t t i n g e n , t e r d i k t e v a r i ë r e n d van 5 t o t 8 meter, komt een p l e i s t o c e e n pakket voor, dat u i t overwegend grove en f i j n e grindhoudende zanden i s samengesteld. 1. De p l e i s t o c e n e a f z e t t i n g e n
Het moet al lang geleden z i j n , b i j n a een miljoen j a a r , dat de e e r s t e v e r s c h i j n s e l e n van een i n g r i j p e n d e k l i m a a t s v e r a n d e r i n g zich i n deze
ge-koude en warmere fasen, de zogenaamde g l a c i a l e n en i n t e r g l a c i a l e n , was "begonnen. Gedurende de koude fasen breidde h e t l a n d i j s zich g e l e i d e l i j k v a n u i t h e t B a l t i s c h e gebied over NWEuropa u i t , waarbij de z e e s p i e g e l a a n
-z i e n l i j k l a g e r gestaan moet hebben dan thans ( c a . 80 à 150 m). De-ze sub-a r c t i s c h e t o t sub-a r c t i s c h e klimsub-asub-atsomstsub-andigheden hsub-adden n i e t sub-a l l e e n een diepgaande invloed op h e t k a r a k t e r van f l o r a en fauna, maar ook op het g e drag van de toemalige r i v i e r e n en dus op de s e d i m e n t a t i e . De r i v i e r a f voeren v a r i e e r d e n s t e r k , i n t e g e n s t e l l i n g t o t die i n de warmere i n t e r g l a c i a l e n , gedurende welke de afvoeren veel g e l i j k m a t i g e r waren. Het l a n d -schap had h e t k a r a k t e r van een boomloze t o e n d r a , doorsneden met zeer brede puinvelden van verwilderde r i v i e r s y s t e m e n . Deze puinvelden waren n i e t b e -g r o e i d . Gedurende de l a n -g e , koude w i n t e r s bevroor na-genoe-g a l h e t water i n de r i v i e r e n en vormden zich machtige i j s m a s s a ' s . Deze ontstonden h e t e e r s t i n h e t noorden, i n de benedenloop der r i v i e r e n en bolemmerden d a a r -door de a f v o e r . Een d e r g e l i j k e s i t u a t i e t r e f f e n we b i j v o o r b e e l d thans nog aan b i j de r i v i e r e n i n S i b e r i ë , waarmee h e t toenmalige landschap dus te v e r g e l i j k e n i s . Wanneer i n de vroege zomer de dooi i n t r a d begon deze h e t e e r s t i n h e t zuiden, maar doordat de riviermondingen nog v a s t i n h e t i j s zaten werd h e t smeltwater hoog opgestuwd. De opgestuwde watermassa's b r a -ken ten s l o t t e ook h e t i j s i n de benedenloop der r i v i e r e n , waarna grote vloedgolven de p u i n v l a k t e n overstroomden. Er werd d a a r b i j veel p u i n mee-gevoerd, dat z i j n g r o f s t e bestanddelen, b i j afnemende stroomsnelheden, door sedimentatie v e r l o o r . Dit v e r k l a a r t waarom d e r g e l i j k e a f z e t t i n g e n gewoonlijk zo grof z i j n en f i j n e zanden en k l e i e n e r v r i j w e l n i e t i n v o o r -komen. Wanneer door klimaatsveranderingen een verwilderd r i v i e r s y s t e e m d e g e n e r e e r t , kunnen vele van deze r i v i e r t a k k e n e c h t e r met f i j n e r m a t e r i -aal en ten s l o t t e z e l f s met k l e i worden opgevuld. Nadat bovengenoemde vloedgolven v o o r b i j waren, v i e l e n de puinvelden van de verwilderde r i -v i e r e n -v r i j snel g r o t e n d e e l s droog.
Gedurende de warmere, i n t e r g l a c i a l e perioden trok h e t 1 a n d i j s z i c h g e l e i d e l i j k t e r u g en s t e e g de zeespiegel weer,waarbij een warmteminnende f l o r a en fauna opnieuw b e z i t van h e t landschap ging nemen. Het k a r a k -t e r van h e -t r i v i e r s y s -t e e m vercnderde volkomen. De p e r i o d i e k weerkerende extreem hoge r i v i e r a f v o e r e n maakten p l a a t s voor een veel r e g e l m a t i g e r af-voer met k l e i n e vloedgolven. Bij deze geringere afaf-voeren veranderde het r i v i e r s y s t e e m van een verwilderd i n een meanderend systeem met r e g e l m a t i g stromende r i v i e r e n . Naast grove sedimenten werden i n hoofdzaak f i j n e r e zanden en k l e i a f g e z e t , t e r w i j l soms ook veengroei o p t r a d . Vooral onder
-4-invloed van de stijgende zeespiegel had hernieuwde sedimentatie door de rivieren plaats.
Het landschap, waarvan de Tielerwaard deel uit maakte, zal er gedu-rende het Pleistoceen dus wel heel anders uitgezien hebten dan tegenwoor-dig. Gedurende honderdduizenden jaren volgde de ene klimaatsverandering op de andere, waarbij de rivieren afwisselend fijn en grof materiaal af-zetten. Ofschoon de Rijn verreweg de belangrijkste bijdrage tot de opbouw van. het gebied heeft geleverd, heeft ook de Maas bij tijd en wijle zijn invloed doen gelden. Er zijn perioden geweest waarin Rijn en Maas tezamen aan de opbouw van het landschap hebben bijgedragen, hetgeen uit mineralo-gisch onderzoek is gebleken.
Reeds uit het voorgaande moge duidelijk geworden zijn, dat de geolo-gische geschiedenis van het Pleistoceen een interessant , maar gecompli-ceerd beeld vertoont. In tegenstelling tot andere delen van Nederland is deze geschiedenis voor de Tielerwaard echter nog onvolledig bekend. Wel is waar kunnen in het gehele pleistocene sedimentspakket een aantal duide-lijk verschillende geologische formaties onderscheiden worden, maar wat te-treft hun ouderdom, alsook hun wijze van ontstaan, met name onder welke
klimatologische omstandigheden zij zijn gevormd, tasten we in de meeste gevallen nog in het duister.
De oudste afzettingen, die in de Tielerwaard in enkele zeer diepe boringen zijn aangetroffen, behoren tot de Formatie van Tegelen, die zijn naam ontleend aan de klei van Tegelen, vermaard om zijn fossielen en zijn geschiktheid voor de steen- en pottenbakkerij. Deze formatie is door de Rijn afgezet tijdens de eerste warme fase (interglaciaal), die volgde op de eerste koude tot zeer koude periode van het Pleistoceen. Het klimaat, waaronder de Rijn deze formatie opbouwde moet gematigd warm geweest zijn, althans het grootste deel van de klei van Tegelen geeft door zijn fossiel-inhoud een weerspiegeling van een gematigd warm klimaat. Maar tegen het einde van de vorming van deze klei, doen zich reeds weer tekenen voor van een klimaatsverslechtering, waarmee de volgende koude fase wordt inge-luid.
In de Tielerwaard is alleen het bovenste deel van de Formatie van Tegelen in enkele boringen bereikt, dat hier uit een afwisseling van fijn en grofkorrelige zanden bestaat. Plaatselijk echter zijn aan de bovenzijde van de formatie op diepten variërend van 75 tot 100 m beneden N.1..P. tot
5 m dikke, stugge k l e i l a g e n a a n g e t r o f f e n .
Nadat de Rijn gedurende lange t i j d heer en meester i n h e t gebied v/as geweest, trad een periode i n gedurende welke ook de Haas z i j n invloed deed g e l d e n . Op de Formatie van Tegelen werd door beide r i v i e r e n een pakket sedimenten n e e r g e l e g d , dat wordt samengevat onder de term "Formatie van Kedichem". Dat ook de Maas aan de opbouw van deze formatie h e e f t b i j g e d r a -gen, kan v/orden a f g e l e i d u i t zware m i n e r a l e n - a n a l y s e n . Zo i s gebleken, dat a f z e t t i n g e n van beide r i v i e r e n zowel boven a l s n a a s t e l k a a r voorkomen.
Uit andere onderzoekingen i s gebleken, dat de vorming van de Formatie van Kedichem onder s t e r k wisselende klimaatsomstandigheden moet hebben p l a a t s gehad. Aan h e t begin van deze periode moet een koud ( g l a c i a a l ) k l i maat geheerst hebben, v e r g e l i j k b a a r met dat i n s u b a r c t i s c h e gebieden. D a a r -na volgde een warmere f a s e , waarin h e t klimaat e c h t e r wisselde van gematigd warm t o t k o e l . Aan h e t eind van deze periode t r a d een nieuwe koude fase i n , gedurende welke weer s u b a r c t i s c h e klimaatsomstandigheden g e h e e r s t moeten heb-ben.
In h e t kader van d i t onderzoel: kon n i e t worden uitgemaakt of h e t s e -dimentcomplex behorende t o t de Formatie van Kedichem onder e'en van bovenge-noemde klimaatstypen gevormd i s , of dat het onder afwisselend koude en war-mere fasen i s o n t s t a a n . Er z i j n e c h t e r aanwijzingen, d a t - h e t bovenste deel van d i t complex u i t bovengenoemde warmere, i n t e r g l a c i a l e fase s t a m t .
Wel i s komen v a s t te s t a a n , dat de formatie l i t h o l o g i s c h u i t over-wegend f i j n z a n d i g m a t e r i a a l en k l e i b e s t a a t . Deze k l e i i s over h e t algemeen zeer d i c h t en zwaar. Het g e h a l t e aan a f s l i b b a r e delen i s hoog en bedraagt
soms meer dan 80$. Het toenmalige landschap zou t o t op zekere hoogte v e r g e -leken kunnen worden met het tegenwoordige r i v i e r e n l a n d s c h a p . Rijn on Maas
z u l l e n vermoedelijk t r a a g stromende meanderende r i v i e r e n geweest z i j n , die voornamelijk f i j n m a t e r i a a l t r a n s p o r t e e r d e n en a f z e t t e n . Er moeten u i t g e -s t r e k t e kommen b e -s t a a n hebben, waarin dikke lagen van de zwaar-ste k l e i kon-den workon-den gesedimenteerd. Op vele p l a a t s e n , maar n i e t o v e r a l , b e s t a a t het bovenste g e d e e l t e van de Formatie van Kedichem u i t deze zware k l e i en a l s
zodanig i s het dus van hydrologisch oogpunt u i t , een b e l a n g r i j k g r e n s v l a k . Nadat deze periode van zeer r u s t i g e s e d i m e n t a t i e , waarin de Formatie van Kedichem werd gevormd, was a f g e s l o t e n , veranderde, vermoedelijk onder invloed van een naderende koude fase met een s u b a r c t i s c h k l i m a a t , h e t k a -r a k t e -r van het meande-rende -r i v i e -r s y s t e e m i n een systeem van ve-rwilde-rde r i v i e r e n . Vanuit h e t a c h t e r l a n d werden opnieuw grote hoeveelheden grof
6
-m a t e r i a a l aangevoerd, die i n deze l a a g v l a k t e -met z i j n wijd v e r t a k t systee-m van geulen en g e u l t j e s t o t a f z e t t i n g kwamen. Het a l l e r f i j n s t e m a t e r i a a l z a l i n een d e r g e l i j k systeem, met periodiek grote waterafvoeren, n i e t t o t a f z e t t i n g kunnen komen, omdat u i t g e s t r e k t e kommen met r u s t i g water o n t b r e -ken .
Op de Formatie van Kedichem t r e f f e n we dan ook een sedimentpakket aan, dat i n hoofdzaak u i t matig grove t o t zeer grove zanden, met p l a a t s e -l i j k vee-l f i j n grind "bestaat. Deze a f z e t t i n g , die i s aangeduid a -l s de Formatie van Vuren, werd door de Rijn n e e r g e l e g d . De bovenzijde van deze formatie l i g t op 30 à 35 ni beneden N.A.P.; de d i k t e v a r i e e r t van enkele meters t o t meer dan 30 m.
I n de h i e r o p volgende periode, trad een b e l a n g r i j k e k l i m a a t s v e r b e t e -r i n g i n , waa-rin de Rijn behalve g-rove en f i j n e zanden ook k l e i e n sedimen-t e e r d e . Op grond van de r e s u l sedimen-t a sedimen-t e n van hesedimen-t mineralogisch onderzoek i s ge-bleken, dat ook de Maas b i j t i j d en w i j l e z i j n invloed weer deed gelden. Het gehele complex van l i c h t g r i j z e , matig f i j n e t o t matig grove zanden en k l e i e n wordt aangeduid a l s de Formatie van Waardenburg.
Ofschoon i n deze formatie v r i j veel grove zanden voorkomen, v e r t o o n t h e t algemene l i t h o l o g i s c h e beeld van deze a f z e t t i n g e n toch ten opzichte van de voorgaande formatie een meer f i j n z a n d i g k a r a k t e r . In een b o r i n g
( M 30) b i j Waardenburg komen zowel aan de b a s i s a l s aan de bovenzijde van deze formatie k l e i l a g e n voor, die t i j d e n s i n t e r g l a c i a l e perioden met een gematigd warm klimaat z i j n gevormd. P o l l e n a n a l y t i s c h onderzoek h e e f t u i t -gewezen, dat de onderste k l e i l a a g gedurende h e t Cromerien (Günz-I.iindel i n t e r g l a c i a a l ) i s o n t s t a a n . Van de bovenste k l e i l a a g kan n i e t met zeker-heid gezegd worden of deze u i t h e t z e l f d e i n t e r g l a c i a a l stamt of u i t h e t jongere Needien ( Mindel-Riss i n t e r g l a c i a a l ) . Ofschoon de f o r m a t i e s van Vuren en Waardenburg behalve l i t h o l o g i s c h ook mineralogisch van e l k a a r v e r s c h i l l e n , w i j s t het voorkomen van Cromerienkleien erop, dat beide f o r -maties of a l t h a n s het g r o o t s t e gedeelte ervan,deel uitmaken van de Formatie van S t e r k s e l . Binnen deze formatie z i j n e l d e r s , onder andere i n de omge-ving van Valkenswaard eveneens k l e i l a g e n van Cromerian-ouderdom aange-toond.
Het de sedimentatie van de Formatie van Kreftenheye e i n d i g t i n de Tielerwaard ten s l o t t e h e t P l e i s t o c e e n . Er z i j n redenen om aan te nemen, dat h e t begin van de vorming van deze formatie reeds i n het R i s s - g l a c i a a l v i e l , dat c a . 120 000 j a a r geleden begon. De sedimentatie ging door g e
-durende h e t Eemien en het Y/üna g l a c i a a l . Deze l a a t s t e i j s t i j d duurde van c a . 70 000 t o t 10 000 j a a r voor heden. De formatie moet z i j n afgezet i n een zeer breed R i j n d a l , dat onder andere een groot deel van Liidden-Noder-land b e s l o e g . In d i t dal moet een verwilderd r i v i e r s y s t e e m b e s t a a n hebben. Door de Rijn werd opnieuw veel grof m a t e r i a a l aangevoerd, d a t i n hoofdzaak u i t sterke b o n t e , zeer grove zanden met veel f i j n en grof grind bestond. Behalve l i t h o l o g i s c h onderscheiden deze zanden zich ook m i n e r a l o g i s c h , n a melijk door een hoog a u g i e t g e h a l t e , van de onderliggende M i d d e n P l e i s
tocenc sedimenten. Dit a u g i e t i s afkomstig u i t de E i f e l , waar i n deze p e -riode een levendige vulkanische a c t i v i t e i t h e e r s t e . Zoals we a l gezien hebben z i j n de sediment o l o g i s c h e omstandigheden i n een d e r g e l i j k r i v i e r s y s -teem van dien a a r d , dat sedimentatie van k l e i l a g e n van enige omvang t o t de zeldzaamhedcn b e h o o r t .
Toen c a . 10 000 j a a r geleden do l a a t s t e koude periode van h e t P l o i s toceen, h e t ïïürm g l a c i a a l , e i n d i g d e , trad een b e l a n g r i j k e k l i m a a t s v e r b e -t e r i n g i n . He-t Holoceen was begonnen. Me-t deze overgang naar h e -t warmere klimaat van h e t Holoceen, wijzigde het k a r a k t e r van het r i v i e r s y s t e e m z i c h volkomen.Het brode dal van de R i j n , met z i j n verwilderd systeem van t a l -r i j k e -r i v i e -r t a k k e n , degene-ree-rde, om p l a a t s te maken voo-r een langzame-r stromende, meanderende r i v i e r .
2. Do holoceno a f z e t t i n g e n '
Door de v e r a n d e r i n g , die b i j de overgang van h e t P l e i s t o c e e n naar h e t Holoceen (ongeveer 10 000 j a a r geleden) i n h e t r i v i e r e n s y s t e e m p l a a t s -had, werd gedurende h e t Holoceen voornamelijk f i j n m a t e r i a a l gesedimen-t e e r d .
Reeds i n h e t begin van het Holoceen werd door meanderende r i v i e r e n f i j n k o r r e l i g zand en k l e i a f g e z e t . Tijdens h e t Praeboreaal en Boreaal v8 O0# j a a r voor heden) werden f i j n k o r r e l i g e zanden en l i c h t g r i j z e k l e i e n
gesedimenteerd. Dit f i j n e m a t e r i a a l werd door smalle r i v i e r e n , v e r t a k k i n -gen van een hoofdstroom, die b u i t e n de Tielerwaard l a g , aangevoerd. Na de
l i c h t g r i j z e k l e i werd over grote u i t g e s t r e k t h e i d blauwgrijze k l e i g e s e d i -menteerd. Deze sedimentatie i s doorgegaan t o t h e t midden-Atlanticum. Ge-durende het P r a e b o r e a a l , B o r e a a l en oud-Atlanticum was i n de Tielerwaard een r i v i e r e n l a n d s c h a p asnwezig, waarin stroomgronden en komgronden onder-scheiden konden worden.
-8-In het jongste deel van het Atlanticum, dat 8 000 jaar geleden aan-ving, nam de rivieractiviteit geleidelijk af. Over grote gebieden kwam het tot veenvorming.
Aan het eind van het Atlanticum, 5 000 jaar voor heden, nam de rivier-activiteit weer toe .Het atlantisch venig complex werd bedekt door klei en zand.
De voornaamste veenvorming begon in de Tielerwaard ongeveer bij de overgang van het Atlanticum naar het Subboreaal (5 000 jaar geleden). Ge-durende het Subboreaal was een rietlandschap aanwezig waarin talrijke smal-le riviertjes stroomden. Door de vorming van het rietveen werd het terrein plaatselijk opgehoogd waardoor elzenbossen konden ontstaan. Het jongste deel van het subboreale Lekstreekveen bestaat dan ook uit elzenbosvoen. Bij de overgang van Subboreaal naar Subatlanticum, 2 700 jaar geleden, kwam aan de veengroei een eind. Kleien en zanden werden op het Lekstreek-veen gesedimenteerd. In de Tielerwaard ontstond een typisch rivierenland-schap met kommen en stromen. Aan de sedimentatie van de rivieren kwam gro-tendeels een eind door de bedijking van de recente rivieren.
Samenvattend kan men zeggen, dat do holocene afzetting van de Tieler-waard bestaan uit een afwisseling van klei en veen.
Gedurende het Holoceen hebben in de Tielerwaard rivieren gestroomd. In de beddingen van deze rivieren werd veelal fijnkorrelig zand gesedimen-teerd. Aan weerszijden van de beddingen werd zand, dat de oeverwallen van de rivier opbouwde, afgezet. Vooral de met zand opgevulde stroombeddingen, die zich hebben ingesneden tot in de pleistocene zanden, zijn hydrologisch van belang. Deze zandlichamen in de holocene veen- en kiei-afzettingen, vormen de 'lekken" in het slecht doorlatende holocene pakket.
In de Tielerwaard kunnen de fossiele rivieren naar "ouderdom" onder-scheiden worden. Als "ouderdom" van een rivier wordt aangenomen het laat-ste tijdstip, dat een rivier nog stroomde. De belangrijklaat-ste aanwijzing om-trent de ouderdom van een fossiele rivier geeft de laatste sedimentatie-fase van de rivier buiten zijn stroombedding. In de Tielerwaard openbaart deze sedimentatie zich voornamelijk door klei en zand inschakelingen in de venen.
Kaar ouderdom kunnen de volgende fossiele rivieren onderscheiden wor-den:
3« Subatlantische rivieren.
Lithologisch worden deze fossiele rivieren in het algemeen gekenmerkt door: 1 . Atlantische rivieren. De stroombedding wordt "bedekt door het
Lekstreek-veen en de jonge rivierafzettingen»
2. Subboreale rivieren. De "bedekkende lagen worden gevormd door een deel van het Lekstreekveen en de jonge rivierafzettingen.
3. Subatlantische rivieren. Slechts de jongste rivierafzettingen bedek-ken de oude stroombedding»
Een overzicht van de loop van de verschillende rivieren wordt weergegeven
in figuur J>.
Figuur 4 laat zien een profiel loodrecht op de stroomrichting van een subboreale rivier.
3. Tektoniek
In het algemeen vertoont de diepte waarop het grensvlak van twee for-maties gelegen is, geen grote verschillen. Een uitzondering vormt echter het grensvlak van de formatie van Kedichem en de formatie van Vuren, waar-van verschillen in diepteligging waar-van 5 à 8 meter en plaatselijk zelfs waar-van meer dan 14 meter zijn waargenomen. Deze ongelijke diepteligging kan
ver-schillende oorzaken hebben. Enerzijds kan deze door verschillen in verti-cale erosie zijn ontstaan, anderzijds door verschuivingen langs breukvlak-ken. In het laatste geval zal door deze bewegingen de formatie van Kedichem, waarvan de bovenzijde oorspronkelijk vrij vlak geweest moet zijn, gebro-ken of verbogen zijn, waardoor schollen met verschillende hoogteliggingen
zullen zijn ontstaan.
Ofschoon absolute bewijzen, door het ontbreken van nauwkeurige ouder-domsbepalingen van de klei aan de bovenzijde van de formatie van Kedichem, niet kunnen worden gegeven, zijn wij geneigd de tektoniek als mogelijke oorzaak van deze ongelijke diepteligging niet à priori uit te sluiten. Wanneer de diepteligging van de bovenzijde van de formatie van Kedichem
ten opzichte van N.A.P. voor het gehele gebied in kaart wordt gebracht, blijken er inderdaad een aantal schollen onderscheiden te kunnen worden, die ieder een vrijwel uniforme diepteligging van dit bovenvlak te zien
-10-geven, naar die ten opzichte van elkaar duidelijke niveauverschillen ver-tonen (fig . 2 ) .
Do begrenzingen van deze schollen zijn in de figuren 2 en 5 aangegeven door middel van storingslijnen, die een Z.O.-N.ÏÏ. verloop hebben, overeen-komend met de algemene breukrichting van het aangrenzende Brabants-Lim-burgse gebied. Door de term "Storing" te gebruiken wordt in het midden ge-laten of hier sprake is van een reële breuk (afschuiving) of van een flexuur (verbuiging van lagen) of mogelijk plaatselijk zelfs van erosie verschijn-selen, dan wel van een combinatie van deze factoren.
De bewegingen, die tot de vorming van deze schollen aanleiding gaven, hadden vooral gedurende het Oud-Pleistoceen plaats, maar namen tijdens het Midden-Pleistoceen in betekenis af.
III. HYDROLOGISCH OVLRZICHT (zie figuur 2 en 5)
In deze paragraaf zal een overzicht worden gegeven van enkele hydrolo-gische eigenschappen van de aangetroffen geolohydrolo-gische formaties. Yan belang daarbij zijn onder andere, de diepteligging van de ondoorlatende basislaag, de verbreiding, de dikte en het doorlatend vermogen van de watervoerende pakketten en de verticale weerstand van de afdekkende holocene lagen.
1 .De ondoorlatondc1 basislaag
Als zodanig kan de formatie van Kedichem beschouwd v/orden, die uit overwegend slecht doorlatende, slibhoudende fijne zanden en nagenoeg on-doorlatende dikke kleilagen van grote uitgestrektheid bestaat. Zoals in het voorgaande reeds is opgemerkt, ligt de bovenzijde van deze formatie niet overal op eenzelfde diepte. Vanaf Hellouw in NV/-richting is een
diepte van 55 à 58 mediepter N.A.P. aangetroffen. In het gebied van Gorichem -Vuren - Spijk ligt dit bovenvlak op 42 à 47 meter - N.A.P., maar de
groot-ste diepten zijn in het oogroot-sten van de Tielerwaard-Wost gevonden, onder an-dere in de omgeving van Waardenburg 55 à 65 meter - N.A.P.
2.Do uatervoeronde lagen
Hiertoe kunnen de formaties van Vuren, Y/aardenburg en Kreftenheye worden gerekend. Deze drie formaties komen algemeen in de ondergrond van het gebied voor, zij het in variërende dikte, samenstelling en doorlatend-heid. De totale dikte van deze drie watervoerende pakketten wisselt van
ruim 20 meter i n de omgeving van Hellouw enGorinchem t o t meer dan 50 me-t e r me-ten wesme-ten en noorden van Waardenburg ( f i g . 5 ) .
5 .Hot doorlatend vermögen (kD-waarde)
Eén van de b e l a n g r i j k e f o r m a t i e c o n s t a n t e n , die voor de berekening van de kwel i n een poldergebied i n orde van g r o o t t e bekend d i e n t t e z i j n , i s hot doorlatend vermogen van h e t watervoerende pakket, ook wel kD-waar-de genoemd. H i e r i n s t e l t k kD-waar-de gemidkD-waar-delkD-waar-de h o r i z o n t a l e d o o r l a a t f a c t o r ( i n m/dag) van h e t pakket voor en D de d i k t e ( i n m). Om d e g r o o t t e en de v a r i a -t i e van deze forma-tiecons-tan-te -te l e r e n kennen, z i j n de grondmons-ters van vele boringen granulome t r i s c h onderzocht, waarna met behulp van deze ana-l y s e - u i t k o m s t e n de gemiddeana-lde d o o r ana-l a a t f a c t o r van i e d e r e ana-l a a g kon worden berekend. Daar u i t de boringen ook de d i k t e n van de bemonsterde lagen b e -kend zijnswas h e t mogelijk de kD-waarden van de v e r s c h i l l e n d e watervoerende pakketten op d i v e r s e p l a a t s e n i n het gebied t e berekenen.
Bij een nadere beschouwing van de d r i e geologische f o r m a t i e s , die t e -zamen het watervoerende pakket vormen, b l i j k t , dat hun doorlatend vermo-gen o n d e r l i n g b e l a n g r i j k kan v e r s c h i l l e n . Maar ook binnen een bepaalde formatie komen soms nog a a n z i e n l i j k e v e r s c h i l l e n voor. In h e t algemeen g e l d t e c h t e r de formatie van Kreftenheye a l s de b e l a n g r i j k s t e watervoeren-de etage u i t h e t gehele pakket. In watervoeren-deze d i r e c t onwatervoeren-der watervoeren-de holocone watervoeren-deklagen gelegen formatie z i j n kD-waarden i n orde van g r o o t t e van 1 000 à 1 500 m / d a g geen zeldzaamheid.
De h i e r o n d e r gelegen formatie van Waardenburg i s door de aanwezig-heid van soms dikke k l e i l a g e n en f i j n e , slibhoudende zanden, onder andore vooral i n h e t o o s t e l i j k e deel van de Tielerwaard, b e l a n g r i j k minder door-l a t e n d . Do formatie van Vuren heeft a door-l s geheedoor-l beschouwd i n hot adoor-lgemeen een g r o t e r doorlatend vermogen, maar p l a a t s e l i j k , onder andere op de hooggelegen schol van Heilouw, i s haar d i k t e g e r i n g en daardoor ook haar b e -t e k e n i s a l s wa-tervoerende e-tage onbeduidend.
Een o v e r z i c h t van de g r o o t t e en de v e r d e l i n g van h e t doorlatend v e r -mogen van h e t gehele watervoerende pakket i n de Tielerwaard kan n i e t dan onder voorbehoud gegeven worden. Enerzijds moeten kD-waarden bepalingen met behulp van k o r r e l g r o o t t e - v e r d e l i n g e n van geroerde monsters voorlopig nog a l s n i e t zeer betrouwbaar beschouwd worden. In h e t b i j z o n d e r i n ge-bieden a l s h e t onderhavige, waar de bodem u i t afwisselend grove en f i j n e zanden b e s t a a t , worden door pulsboringen s l e c h t s mengmonsters verkregen,
•12-die over de gelaagdheid geen j u i s t e indruk meer geven. Anderzijds hebben vele boringen h e t watervoerend pakket n i e t geheel doorboord,zodat over de onderste meters van het p r o f i e l geen enkel gegeven t e r beschikking s t a a t . In d e r g e l i j k e gevallen d i e n t dus b i j de berekende kDwaarden nog een z e -k e r bedrag opgeteld te -worden. Ten s l o t t e moge er aan h e r i n n e r d worden dat de k w a l i t e i t van sommige oudere boringen, die aan h e t boorarchief z i j n ontleend, van dien aard i s dat h i e r u i t de kDwaarde s l e c h t s b i j grove b e -nadering i s af t e l e i d e n .
Het deze beperkingen voor ogen dient dan ook de kD-waardenkaart van figuur 5 beschouwd te wordene
In h e t w e s t e l i j k e deel van de Tielerwaard, i n de driehoek GorinchemVuren Spijk, kunnen b i j benadering kDwaarden van c a . 2 000 m / d a g v e r -wacht v/orden. Een pompproef, die i n het centrum van d i t gebied b i j b o r i n g M 51 onder Dalem (Gem.Vuren) i s u i t g e v o e r d , gaf a l s uitkomst een kD-waarde
van c a . 1 900 m /dag ( z i e De Ridder, 1961).
Op de hooggelegen schol van Heilouw kunnen, i n verband met de g e r i n g e -re d i k t e van h e t watervoe-rend pakket, in hot algemeen i e t s l a g e r e waarden gevonden worden. Faar s c h a t t i n g z u l l e n de kD-waarden op deze schol 1500 à 2 000 m /dag bedragen.
In o o s t e l i j k e r i c h t i n g neemt h e t doorlatend vermogen woer e n i g s z i n s t o e , hetgeen samenhangt met de i n deze r i c h t i n g toenemende d i k t e van het watervoerend pakket. Vooral i n de omgeving van ïïaardenburg, waar d i t pak-k e t z i j n g r o o t s t e dipak-kte b e r e i pak-k t , namelijpak-k 50 m, z i j n hoge pak-kD-waarden t o t
p
2 5OO à 5 000 m :/dag te verwachten. Deze hoge waarden worden b e v e s t i g d door de r e s u l t a t e n van een pompproef, die d e s t i j d s door de Waterleiding H i j . , Oost-Gelderland b i j T/aardenburg (boring H 30 ) i s u i t g e v o e r d . Deze proef werd gedaan i n de formatie van Kroftenhe.ye, cLie aan de b a s i s door dikke k l e i l a g e n i s begrensd. De kD-waarde van deze formatie bedroeg c a . 1 7OO m / d a g ( z i e De R i d d e r , 1 9 6 1 ) . Daar zich onder deze k l e i nog oen ruim 20 m dikke l a a g grove zanden van de formatie van Vuren b e v i n d t , zal de werkelijke kD-waarde van het gehele watervoerende pakket dus nog belang-r i j k g belang-r o t e belang-r moeten z i j n , en naabelang-r s c h a t t i n g ca 2 500 à 2 600 m / d a g kunnen bedragen. Waar deze k l e i l a g e n u i t de formatie van ïïaardenburg o n t broken on i n hun p l a a t s grove zanden voorkomen, zoals d i t i n enkele b o r i n -gen ten noorden van ïïaardenburg h e t geval i s , kunnen vermoedelijk nog i e t s
p
4- I)e v e r t i c a l e weerstand van de deklagen
De i n t e n s i t e i t en de v e r d e l i n g van de kwel worden i n b e l a n g r i j k e mate bepaald door de weerstand, die de semipcrmeabele deklagen aan do v e r t i -caal g e r i c h t e grondwaterstroming bieden. Deze v e r t i c a l e weerstand, ook wel
D'
c-waarde genoemd, wordt g e d e f i n i e e r d c = r-j ,waarin D' de d i k t e van de deklaag ( i n m) v o o r s t e l t on k ' de v e r t i c a l e d o o r l a a t f a c t o r ( i n m/dag). De c-waarde wordt u i t g e d r u k t in dagen.
In het voorgaande i s e r reeds op gewezen, dat de holocene deklaag u i t een a f w i s s e l i n g van veen, zware k l e i en f i j n zand b e s t a a t . De d i k t e van d i t lagenpakket v a r i e e r t van 6 t o t 12 m e t e r . Op grond van deze gegevens kunnen a l t h a n s p l a a t s e l i j k , hoge c-waarden verwacht worden. Om d i t na te gaan, z i j n op enkele p l a a t s e n ongeroerde monsters i n de deklaag genomen en i n h e t laboratorium op hun v e r t i c a l e doorlatendheid onderzocht. Uit deze metingen i s gebleken, dat de holocene deklaag op deze p l a a t s e n zeer s l e c h t doorlatend i s on dientengevolge hoge c-waarden h e e f t . Enkele zware k l e i m o n s t c r s bleken, z e l f s onder een groot d r u k v e r v a l , in het geheel geen water door te l a t e n . Andere k l e i m o n s t c r s , voornamelijk u i t de bovenlagen afkomstig, hadden een d o o r l a t e n d h e i d van 0,01 t o t 0,04 m/dag. Ook h e t veen kan n i e t a l s volkomen ondoorlatend worden beschouwd, daar i n sommige veenmonstors k - f a c t o r e n van 0,008 t o t 0,06 m/dag z i j n gemeten.
Op twee p l a a t s e n , waar de holocene deklaag 5 en 9 m dik i s , z i j n aldus c-waarden van meer dan 10 000 dagen berekend. Voor een 3 meter dikke voen-k l o i l a a g , die de devoen-klaag van een f o s s i e l e r i v i e r l o o p vormde, i s een c-waardo van c a . 8 900 dagen gevonden. Deze uitkomsten wijzen e r dus op dat ' de holocene deklaag, a l t h a n s p l a a t s e l i j k , zeer s l e c h t d o o r l a t e n d i s en een hoge v e r t i c a l e weerstand b e z i t . Voor een g r o t e r gebied beschouwd z i j n deze enkele m e e t r e s u l t a t e n u i t e r a a r d n i e t r e p r e s e n t a t i e f en h e t i s dan ook gebleken, dat de c-waarden die bijvoorbeeld u i t ' pompprooven z i j n berekend, b e l a n g r i j k l a g e r l i g g e n . (De Ridder, 1961). Dat over g r o t e r e gebieden gemiddeld l a g e r e c-waarden worden gevonden behoeft geen verwond e r i n g inverwondien men beverwondenkt, verwondat hot gebieverwond met t a l r i j k e f o s s i e l e r i v i e r -beddingen, waarop s l e c h t s een dunne deklaag aanwezig i s , wordt doorsneden, ïïaar s l o t e n deze deklaag doorsnijden zal h e t v e r t i c a l e w a t e r t r a n s -p o r t , a l s gevolg van de lage c-waarden bevorderd worden. Ook de t a l r i j k e wortclgangen i n h e t klei-veendek z i j n oorzaak, dat de deklaag a l s geheel een g r o t e r e doorlatendheid en dus een geringere v e r t i c a l e weerstand h e e f t dan op hot e e r s t e gezicht u i t bovengenoemde laboratoriummetingen zou blijken.
LITERATUUR -14-Ridder, H.A. de ( l ? 6 l ) (1960) Verbraeck, A. (I960) (1961) De formatieconstanten i n de Tielerwaard b e -rekend u i t pompproeven
Nota 83 I.C.W. Y/ageningen .
Concept r a p p o r t over het geologisch en-hy-drologisch onderzoek i n de Tielerwaard-West. I n t e r n r a p p o r t I.C.W., Wageningen.
Geologie van de ondergrond van de T i e l e r -waard -West.
Rapport no. 291 Geologische Dienst,Haarlem. Geologie van de Tielerwaard,
Rapport no. 291 , Geologische D i e n s t , H a a r -lem.
Zagvrijn, W.H. en J.de Jong (i960) Palynologisch onderzoek van een a a n t a l monsters u i t epn boring te Waardenburg. Rapport n o . 267, Geologische Dienst,Haarlem. Zonneveld, J . I . S . (1958) L i t h o - s t r a t i g r a f i s c h e eenheden i n h e t
Neder-landse P l e i s t o c e e n .
Mededeling Geologische S t i c h t i n g , Nw.Serie n o . 12, pagina 31-64
Figuur 1. B o o r l o c a t i e en p r o f i e l k a a r t
Figuur 2. Geohydrologische p r o f i e l e n van de Tielerwaard-\7est (voor l o c a t i e s zie f i g u u r 1)
Figuur 3» Het voorkomen van f o s s i e l e r i v i e r l o p e n in de Tielerwaard Figuur 4» Dwarsprofiel van een subboreale r i v i e r
Figuur 5» Het doorlatend vermogen van de ondergrond van de Tielerwaard-ïïest en de d i k t e van de watervoerende l a a g
Tabel 1 L i t h o s t r a t i g r a f i s c h e i n d e l i n g van de a f z e t t i n g e n der T i e l e r -waard.
Ta"bel 1 1 6
-I L-ITHO-STRAT-IGRAF-ISCHE -INDEL-ING VAN DE AFZETT-INGEN
fei w STRAÏIGRAFISCHE INDELING SUBATLA1TTICUM SUBBOREAAL ! ATLANTICUM u ! 1-3 O w fei BOREAAL PRAE BOREAAL BOVEN-PLEISTOCEEN o HIDDEN-PLEISTOCEEN i o ! i EH ! co! H j OHDER-PLEISTOCEEN i i i
i
DER TIELERÏÏAÀRD LITHOLOGISCHE INDELING JONGE RIVIERAFZETTING LEKSTREEKVEEN "~~ ATLANTISCH VE¥lG~CbMSÊX FORMATIE V.KREFïENHEYE FORMATIE Y. WAARDENBURG FORMATIE V. VUREN FORMATIE V.KEDICHEM FORMATIE 7 . TEGELEN i ... LITHOLOGISCHE KENMERKEN Klei on zandige k l e i Veen en k l e i Grijze k l e i Veen en venige k l e i ; Blauwgrijze en l i c h t g r i j z e k l e i Bruingrijze g r o f k o r r e -l i g e zanden met grind F i j n k o r r e l i g e zanden met k l e i l a g e nZeer grove en matig g r o -ve zanden met fijn g r i n d K l e i , fijn en g r o f k o r -r e l i g e zanden
F i j n - en g r o f k o r r e l i g e zanden met k l e i
