Waterhuishouding in de
Demervallei
tussen Zichem en Rillaar
Bart Aubroeck
Willy Huybrechts
Piet De Becker
Instituut voor Natuurbehoud
September 2001
Verslag IN.2001.15
Onderzoek uitgevoerd aan het Instituut voor Natuurbehoud in samenwerking met de Administratie van Waterwegen en Zeewezen (AWZ).
SAMENVATTING
In 1997 werd, in het kader van een samenwerking tussen AWZ en het Instituut voor Natuurbehoud, op het IN een onderzoek gestart naar de ecohydrologie van waardevolle ecotopen in de Demervallei tussen Diest en Werchter. De bedoeling van het ecohydrologisch onderzoek is inzicht te krijgen in de relaties tussen de terrestrische ecosystemen in de vallei enerzijds en het grondwater en oppervlaktewater anderzijds. Een belangrijk aandachtspunt hierbij is de integratie van natuur en waterbeheer; zowel het beheer van de Demer, als de zijrivieren. Het onderzoek moet meer inzicht geven in de gevolgen van wijzigingen in de inrichting van de vallei en het beheer van de rivieren, voor de aanwezige en potentiële natuur in de vallei.
In dit rapport wordt aandacht besteed aan de hydrologie van het ondiep grondwater in relatie tot het oppervlaktewater in 3 studiegebieden. Vierkensbroek is gelegen ten noorden van de Demer tussen Averbode, Zichem en Testelt. De gebieden Messelbroek-Krekelbroek en Delfkensdonk-Zavelbeemden bevinden zich stroomafwaarts Testelt. Het eerste ten zuiden van de Demer nabij het dorp Messelbroek en het tweede ten noorden van de Demer. De detailontwatering in de 3 studiegebieden werd geanalyseerd aangezien uit het verkennend onderzoek (Aubroeck et al. 1998) is gebleken dat de organisatie van de oppervlakkige ontwatering en de topografie hun effect hebben op de grondwaterpeilen.
De dynamiek van het ondiep grondwater wordt in dit deel van de Demervallei door verschillende elementen bepaald: de aanwezigheid van kwel, de samenstelling van de alluviale sedimenten, de detailtopografie en de organisatie van de oppervlakkige ontwatering. Vierkensbroek wordt vermoedelijk volledig gekenmerkt door een opwaartse grondwaterstroming, in tegenstelling tot de berekeningen van Batelaan & De Smedt (1994) die twee kwelzones onderscheiden. Doordat de grootte van de kwelstromen varieert, geeft dit aanleiding tot een bijkomende differentiatie in de grondwaterdynamiek. In Messelbroek-Krekelbroek zorgt kwel ervoor dat, buiten de invloedszone van de Demer, 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 Messelbroek is er een duidelijke toename van de amplitude in de richting van de Demer, terwijl dit veel minder het geval is in Krekelbroek (Aubroeck et al. 1999). Enkel in het noordoosten van Delfkensdonk-Zavelbeemden is er vermoedelijk kwel aanwezig. In de rest van het gebied zijn er geen indicaties voor kwel op basis van de hydrodynamische karakteristieken.
Vooral in Messelbroek-Krekelbroek en Delfkensdonk-Zavelbeemden heeft de Demer een drainerende werking op de grondwaterpeilen van de percelen door de diepe ligging van het Demerpeil. Dit wordt vooral bepaald door de samenstelling van de alluviale sedimenten. Stroomafwaarts Testelt zijn het voornamelijk zandige sedimenten en reikt de drainerende invloed van de rivier gemiddeld ongeveer 600 m ver. Het is duidelijk dat de Demer in bodems met een meer zandig substraat in belangrijke mate bijdraagt tot de problematiek van verdroging. De invloed van de Demer reikt in Vierkensbroek, waar de sedimenten veeleer venig en kleiïg zijn, maximaal 150 m ver.
Tenslotte heeft ook de organisatie van de oppervlakkige ontwatering en de detailtopografie zijn effect op de grondwaterpeilen. In het geval van komvorming, waarbij neerslagwater of overstromingswater minder efficiënt wordt afgevoerd, wordt een waterbuffer aangelegd, die het ondiep grondwater snel kan aanvullen. Dit fenomeen doet zich voor in het noordwesten van het Vierkensbroek, tussen de Leigracht en de Hulpe. De karakteristieken van de grondwaterdynamiek zijn echter verschillend ten opzichte van kwelgebieden. Het effect van de uiterst natte winter 1998-1999 op de grondwaterpeilen in het daaropvolgende groeiseizoen is vermoedelijk heel beperkt geweest. De diepe ligging van het Demerpeil geeft ook onrechtstreeks aanleiding tot verdroging: door het lage peil van de Demer is ook het peil van de zijrivieren doorheen het jaar relatief laag. De rechtstreekse drainerende invloed van de zijwaterlopen mag dan wel beperkt zijn, maar drainagegrachten die uitmonden in deze beken zorgen voor een bijna permanente ontwatering van de aangrenzende gebieden. Dit is het geval in het noordoosten van Vierkensbroek. Onder de zandige donken, die enigszins boven de omliggende vallei uitsteken, staat het grondwaterpeil dieper onder maaiveld. Dit is het geval in de langgerekte donk in het gebied Delfkensdonk-Zavelbeemden.
In de 3 studiegebieden konden 5 watertypen onderscheiden worden met een duidelijk afgebakende ruimtelijke spreiding. De differentiatie tussen de watertypen wordt in eerste instantie bepaald door de anionen HCO3-, SO42- en Cl- en de elektrische conductiviteit. Voor
de 5 watertypen is Ca2+ het dominerend ion bij de kationen, maar de concentratie verschilt duidelijk tussen de watertypen.
De watertypen 1 en 2 worden gekenmerkt door hoge concentraties aan Ca2+ en Cl-, waarbij type 1 een hoge en type 2 een extreem hoge elektrische conductiviteit heeft. Beide watertypen werden alleen onderscheiden in Vierkensbroek en zijn gerelateerd aan de infiltratie van verontreinigd overstromingswater binnen de invloedszone van de Hulpe, die gekenmerkt wordt door een ernstige industriële verontreiniging, o.a. met calciumchloride zouten. De verontreiniging van het ondiep grondwater is afhankelijk van de grootte van de opwaartse grondwaterstroming en reikt in het Vierkensbroek maximaal 4 m diep. De mate van verontreiniging en dus ook het onderscheid tussen de watertypen 1 en 2 is vooral afhankelijk van de plaats van de piëzometer, de diepte van de filter en de samenstelling van het overstromingswater.
Het grondwater van type 3 vertoont een sterk dominantie van Ca2+ en HCO3-. Het wordt nog
verder opgedeeld in twee subtypen: subtype 3a wordt gekenmerkt door een lage en subtype 3b door een hoge ionenconcentratie wat wordt weerspiegeld in de elektrische conductiviteit. Enkel het grondwater van de piëzometers in het noordoosten van het studiegebied Vierkensbroek behoort tot watertype 3a. Watertype 3b komt in de 3 studiegebieden voor. Uit de vergelijking met chemische analyses van diepe piëzometers uit het meetnet van AMINAL afdeling Water in de omgeving van de studiegebieden blijkt dat de twee subtypen van watertype 3 gecorreleerd zijn met het grondwater uit de Formatie van Diest. Watertype 3 kan beschouwd worden als lithoclien grondwater.
Het grondwater, dat wordt geklasseerd onder type 4, heeft een hoge ionenconcentratie, gedomineerd door Ca2+ en SO42-, maar ook met een belangrijke aanwezigheid van HCO3-.
Het kan beschouwd worden als een overgangstype tussen type 3 en 5. Dit laatste watertype heeft eveneens een hoge ionenconcentratie gedomineerd door Ca2+ en SO42-, maar ook met
grondwater in de infiltratiegebieden. Andere sulfaatbronnen, zoals het oplossen van gips, kunnen ook van belang zijn bij het voorkomen van de watertypen 4 en 5. Verder onderzoek naar de verschillende processen die de chemische samenstelling van het ondiep grondwater beïnvloeden, is echter noodzakelijk. Hierbij dient de aandacht te gaan naar de invloed van de waterkwaliteit in de infiltratiegebieden op het ondiep grondwater in valleigebieden en de relatie tussen een al dan niet tijdelijke toename van de aërobe omstandigheden in valleibodems en de chemie van het ondiep grondwater.
Uit de vergelijking van de huidige detailhydrografie in de ruime omgeving van de studiegebieden met historisch kaartmateriaal blijkt dat momenteel de drainagestructuren veel minder uitgebreid en dikwijls niet meer functioneel zijn. Dit heeft enerzijds te maken met het afnemend belang van de landbouw ten koste van natuur en jacht (met aanplanting van populieren). Anderzijds heeft de Demer stroomafwaarts Testelt een sterke drainerende invloed op de grondwaterpeilen, waardoor het drainerend effect van de lokale grachtenstelsels beperkt is. Door de slecht werkende detailontwatering wordt in het geval van een overstroming het overstromingswater slechts traag terug afgevoerd naar de rivier. Een uitzondering hierop vormen het noorden van Vierkensbroek en Messelbroek-Krekelbroek ten zuiden van de Laarbeek. In deze twee gebieden is nog een zeer dicht en functioneel drainagenetwerk en niet toevallig wordt de grondwaterdynamiek daar gekenmerkt door de aanwezigheid van een opwaartse grondwaterstroming (kwel). De grachten voeren niet alleen niet geïnfiltreerd regenwater af, maar ook grondwater.
INHOUD
1. INLEIDING ... 1
1.1 ALGEMEEN KADER... 1
1.2 SITUERING VAN DE DEMERVALLEI... 1
1.3 ONDERZOEK... 2
2. SITUERING EN BESCHRIJVING VAN DE STUDIEGEBIEDEN ... 4
2.1 VIERKENSBROEK... 4 2.1.1 Situering ... 4 2.1.2 Topografie en hydrografie... 4 2.1.3 Bodem... 5 2.1.4 Vegetatie... 5 2.2 MESSELBROEK-KREKELBROEK... 6 2.2.1 Situering ... 6 2.2.2 Topografie en hydrografie... 6 2.2.3 Bodem... 6 2.2.4 Vegetatie... 7 2.3 DELFKENSDONK-ZAVELBEEMDEN... 7 2.3.1 Situering ... 7 2.3.2 Topografie en hydrografie ... 7 2.3.3 Bodem... 7 2.3.4 Vegetatie... 8 3. HYDRODYNAMIEK... 9 3.1 GEGEVENSVERZAMELING... 9 3.2 GEGEVENSVERWERKING... 11 3.3 VIERKENSBROEK... 12
3.3.1 Ruimtelijk patroon van het ondiep grondwater ... 12
3.3.2 Dynamiek van de grondwaterpeilen. ... 14
3.3.3 Invloed van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil... 17
3.3.4 Dynamiek van de oppervlaktewaterpeilen ... 20
3.3.5 Besluit... 22
3.4 MESSELBROEK-KREKELBROEK... 23
3.4.1 Ruimtelijk patroon van het ondiep grondwater ... 23
3.4.2 Dynamiek van de grondwaterpeilen ... 25
3.4.3 Invloed van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil... 28
3.4.4 Dynamiek van de oppervlaktewaterpeilen ... 29
3.4.5 Besluit... 30
3.5 DELFKENSDONK-ZAVELBEEMDEN... 31
3.5.1 Ruimtelijk patroon van het ondiep grondwater ... 31
3.5.2 Dynamiek van de grondwaterpeilen ... 33
3.5.3 Invloed van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil... 35
3.5.4 Dynamiek van de oppervlaktewaterpeilen ... 36
3.5.5 Besluit... 37
3.6 BESLUIT... 38
4. HYDROCHEMIE ... 39
4.1 CHEMISCHE ANALYSE VAN HET ONDIEP GROND- EN OPPERVLAKTEWATER... 39
4.1.1 Bemonsteringsprocedure ... 39
4.1.2 Laboratoriumanalyse ... 40
4.2 GEGEVENSVERWERKING... 41
4.3 BESPREKING VAN DE BELANGRIJKSTE HYDROCHEMISCHE VARIABELEN... 42
4.3.1 Vierkensbroek... 42
4.3.2 Messelbroek-Krekelbroek ... 48
4.3.3 Delfkensdonk-Zavelbeemden... 52
4.3.4 Vergelijking van de hydrochemie van het grondwater in de 3 studiegebieden. 55 4.4 GRONDWATERTYPEN... 57
4.4.1 Karakteristieken van de grondwatertypen ... 57
4.4.2 Ruimtelijke spreiding van de grondwatertypen... 63
4.5 VERKLARING VOOR DE CHEMISCHE SAMENSTELLING VAN HET ONDIEP GRONDWATER65 4.5.1 Chemie van het regenwater ... 65
4.5.2 Chemie van het rivierwater ... 66
4.5.3 Chemie van het overstromingswater ... 66
4.5.4 Chemie van diepe piëzometers... 67
4.5.5 Chemie van het ondiep grondwater in de studiegebieden nader beschouwd .... 69
4.6 INVLOED VAN DE HULPE OP HET ONDIEP GRONDWATER IN VIERKENSBROEK... 70
4.7 HOGE SO42- CONCENTRATIES IN HET GRONDWATER... 75
4.8 BESLUIT... 78
5. INVENTARISATIE VAN DE DETAILONTWATERING ... 80
5.1 INLEIDING... 80
5.2 GEGEVENSVERZAMELING... 80
5.2.1 Kartering van het drainagestelsel ... 80
5.2.2 Typering van beken en drainagegrachten... 81
5.3 ONTWATERING IN DE DEMERVALLEI TUSSEN ZICHEM EN RILLAAR... 82
5.4 VIERKENSBROEK... 82
5.4.1 Ten noorden van de Leigracht (Vierkensbroek)... 82
5.4.2 Tussen Leigracht en Hulpe... 83
5.4.3 Kloosterbeemden (tussen Hulpe en Demer)... 83
5.5 HET DOODBROEK... 84
5.6 MESSELBROEK-KREKELBROEK... 84
5.6.1 Ten oosten van Kerkendijk... 84
5.6.2 Messelbroek tussen Kerkendijk en de Amerstraat ... 85
5.6.3 Krekelbroek tussen de Amerstraat en de monding van de Laarbeek ... 85
5.7 DELFKENSDONK-ZAVELBEEMDEN... 86
5.7.1 Melkbroek - De Zavelbeemden ... 86
5.7.2 Wildhagen - Lakervelden - Delfkensdonk ... 86
5.8 BESLUIT... 87
6. ALGEMEEN BESLUIT ... 86
REFERENTIES ... 89
Bijlage 1: Bodemtextuurkaarten. ... 1
Bijlage 2: Vegetatiekaarten... 4
Bijlage 3: Situering van de piëzometers en peilschalen... 8
Bijlage 4: Ruimtelijke spreiding van de grondwatertypen. ... 11
Bijlage 5: Kartering van het drainagestelsel. ... 14
Bijlage 6: Lokalisatie van piëzometers en peilschalen. ... 18
Bijlage 7: Waarden voor de variabelen die de dynamiek van het ondiep grondwater beschrijven. ... 22
LIJST VAN DE FIGUREN
Figuur 1.1 Situering van de Demervallei...2
Figuur 2.1 Situering van de 3 studiegebieden...4
Figuur 2.2 Topografie van het studiegebied Vierkensbroek...5
Figuur 2.3 Topografie van het studiegebied 'Messelbroek-Krekelbroek'. ...6
Figuur 2.4 Topografie van het studiegebied 'Delfkensdonk-Zavelbeemden'. ...8
Figuur 3.1 Situering van de raaien in de 3 studiegebieden. ...10
Figuur 3.2 Minimale diepte onder maaiveld (in meter) van het ondiep grondwater in het studiegebied Vierkensbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000)...12
Figuur 3.3 Gemiddelde diepte onder maaiveld (in meter) van het ondiep grondwater in het studiegebied Vierkensbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000)...13
Figuur 3.4 Maximale diepte onder maaiveld (in meter) van het ondiep grondwater in het studiegebied Vierkensbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000)...13
Figuur 3.5 Maximale schommelingen (in meter) van het ondiep grondwater in het studiegebied Vierkensbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000)...13
Figuur 3.6 Tijdscurven van de piëzometers V102, V121 en V126. ...14
Figuur 3.7 Tijdscurven van de piëzometers V119, V121 en V123 (raai C). ...15
Figuur 3.8 Tijdscurven van de piëzometers V100, V132, V133 en V140...16
Figuur 3.9 Profiel van de waterpeilen van raai A in Vierkensbroek. ...17
Figuur 3.10 Profiel van de waterpeilen van raai C in Vierkensbroek...18
Figuur 3.11 Profiel van de waterpeilen van raai D in Vierkensbroek. ...19
Figuur 3.12 Tijdscurve van 3 peilschalen op de Hulpe in het Vierkensbroek...20
Figuur 3.13 Tijdscurve van 3 peilschalen op de Leigracht in het Vierkensbroek. ...21
Figuur 3.14 Tijdscurve van 3 peilschalen op de Grote Leigracht in het Vierkensbroek. ...21
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). 23 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). 23 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). 24 Figuur 3.18 Maximale schommelingen (in meter) van het ondiep grondwater in het studiegebied Messelbroek (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000)...24
Figuur 3.19 Tijdscurven van de piëzometers M100, M104, M106 en M107...25
Figuur 3.20 Tijdscurven van de piëzometers M100, M104, M106 en M107 en het Demerpeil ter hoogte van de brug in Zichem (peilschaal DemZich)...26
Figuur 3.21 Tijdscurven van de piëzometers K100, K102, K103 en K104...26
Figuur 3.22 Profiel van de waterpeilen van raai A in Messelbroek...27
Figuur 3.23 Profiel van de waterpeilen van raai C in Messelbroek...28
Figuur 3.24 Tijdscurven van 3 peilschalen op de Laarbeek in Messelbroek...29
Figuur 3.25 Minimale diepte onder maaiveld van het grondwater in het studiegebied Delfkensdonk (op basis van de meetperiode 05/1999 - 05/2000)...30
Figuur 3.27 Maximale diepte onder maaiveld van het grondwater in het studiegebied
Delfkensdonk (op basis van de meetperiode 05/1999 - 05/2000)...31
Figuur 3.28 Maximale schommelingen (in meter) van het ondiep grondwater in het studiegebied Delfkensdonk (op basis van de meetperiode 05/1999 - 05/2000)...31
Figuur 3.29 Tijdscurven van de piëzometers D102, D103, D106 en D107...32
Figuur 3.30 Tijdscurven van de piëzometers Z100, Z102, Z103 en Z105. ...33
Figuur 3.31 Profiel van de waterpeilen ter hoogte van raai A in Delfkensdonk. ...34
Figuur 3.32 Profiel van de waterpeilen ter hoogte van raai B in Delfkensdonk...35
Figuur 3.33 Tijdscurve van de peilschaal op de Mertenloop in Delfkensdonk. ...36
Figuur 4.1 Concentraties van PO43--P, NO3--N en NH4+-N langsheen raai A in Vierkensbroek.42 Figuur 4.2 Concentraties van HCO3- en SO42- langsheen raai A in Vierkensbroek...42
Figuur 4.3 Concentraties van Cl- en Ca2+ langsheen raai A in Vierkensbroek...43
Figuur 4.4 Concentraties van Na+, K+, Mg2+ en Fe2+ langsheen raai A in Vierkensbroek. ...44
Figuur 4.5 Concentraties van HCO3- en SO42- langsheen raai C in Vierkensbroek. ...44
Figuur 4.6 Concentraties van Cl- en Ca2+ langsheen raai C in Vierkensbroek. ...45
Figuur 4.7 Concentraties van Na+, K+, Mg2+ en Fe2+ langsheen raai C in Vierkensbroek. ...45
Figuur 4.8 IR-EC-diagram van de stalen in Vierkensbroek. ...46
Figuur 4.9 Concentraties van PO43--P, NO3--N en NH4+-N langsheen raai A in Messelbroek.47 Figuur 4.10 Concentraties van HCO3-, SO42- en Cl- langsheen raai A in Messelbroek. ...48
Figuur 4.11 Concentraties van Ca2+ en Fe2+ langsheen raai A in Messelbroek. ...48
Figuur 4.12 Concentraties van HCO3-, SO42- en Cl- langsheen raai B in Messelbroek. ...49
Figuur 4.13 Concentraties van Na+, K+ en Mg2+ langsheen raai A in Messelbroek. ...50
Figuur 4.14 IR-EC-diagram van de stalen in Messelbroek-Krekelbroek. ...50
Figuur 4.15 Concentraties van PO43--P, NO3--N en NH4+-N langsheen raai A in Delfkensdonk. ...51
Figuur 4.16 Concentraties van HCO3-, SO42- en Cl- langsheen raai A in Delfkensdonk. ...52
Figuur 4.17 Concentraties van Ca2+ en Fe2+ langsheen raai A in Delfkensdonk. ...52
Figuur 4.18 Concentraties van Na+, K+ en Mg2+ langsheen raai A in Delfkensdonk. ...53
Figuur 4.19 IR-EC-diagram van de stalen in Delfkensdonk-Zavelbeemden...54
Figuur 4.20 Box-plots van hydrochemische variabelen per studiegebied. ...55
Figuur 4.21 Mauchadiagrammen van de 6 grondwatertypen. ...56
Figuur 4.22 Stiffdiagrammen van de 6 grondwatertypen. ...57
Figuur 4.23 Situering van de 6 grondwatertypen in een Piperdiagram. ...58
Figuur 4.24 Situering van de 6 grondwatertypen in een IR-EC-diagram. ...59
Figuur 4.25 Box-plots van enkele hydrochemische variabelen voor de verschillende watertypen. ...60
Figuur 4.26 Situering van de grondwatertypen in de 3 studiegebieden...62
Figuur 4.27 Stiffdiagrammen van het grondwater in diepe piëzometers van AMINAL afdeling Water...67
Figuur 4.28 Concentratie aan Cl- en Ca2+ in het ondiep grondwater in functie van de filterdiepte. ...69
Figuur 4.29 Concentratie aan Cl- en Ca2+ in het grondwater van 5 piëzometerkoppels. Per koppel staat de ondiepe piëzometer links en de diepe piëzometer rechts (staalname datum: 17/05/1999). ...70
Figuur 4.30 Concentratie aan Cl- en Ca2+ in het grondwater van 4 piëzometer koppels. Per koppel staat de ondiepe piëzometer links en de diepe piëzometer rechts (staalname datum: 17/05/1999). ...71
Figuur 4.32 Concentratie aan Fe2+, Ca2+, HCO3-, Mg2+, K+ en de elektrische conductiviteit in
LIJST VAN DE TABELLEN
Tabel 3.1 Variabelen die de dynamiek van het ondiep grondwater beschrijven. ...11 Tabel 3.2 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de
piëzometers V102, V121 en V126 (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000)...15 Tabel 3.3 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de
piëzometers V119, V121 en V123 (op basis van de meetperiode 05/1999-05/2000). .16 Tabel 3.4 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de
piëzometers V100, V132, V133 en V140 (op basis van de meetperiode
05/1999-05/2000). ...17 Tabel 3.5 Minimum, gemiddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van 3
peilschalen op de Hulpe (voor de waarnemingsperiode 01/03/1999 - 01/03/2001). ....20 Tabel 3.6 Minimum, gemiddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van 3
peilschalen op de Leigracht (voor de waarnemingsperiode 01/01/2000 - 01/01/2001).20 Tabel 3.7 Minimum, gemiddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van 3
peilschalen op de Grote Leigracht (voor de waarnemingsperiode 01/03/2000 -
01/03/2001). ...22 Tabel 3.8 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de
piëzometers M100, M104, M106 en M107 (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000). ...25 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). ...27 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).29 Tabel 3.11 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van
de piëzometers D102, D103, D106 en D107 (op basis van de meetperiode 05/1999-05/2000). ...32 Tabel 3.12 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van
de piëzometers Z100, Z102, Z103 en Z105 (op basis van de meetperiode 05/1999-05/2000). ...34 Tabel 3.13 Minimum, gemidddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van de
peilschaal op de Mertenloop (voor de waarnemingsperiode 01/05/1999 - 01/05/2000).36 Tabel 4.1 Hydrochemische variabelen...38 Tabel 4.2 Basiskwaliteitnorm van enkele chemische variabelen voor het oppervlaktewater in
het Vlaamse Gewest (VMM 2000). ...41 Tabel 4.3 Gemiddelde waarden van de variabelen van de waterchemie voor de verschillende
watertypen op basis van de gemiddelden van de piëzometers die tot dat watertype behoren...58 Tabel 4.4 Gemiddelde hydrodynamische karakteristieken van de 5 grondwatertypen op basis
van de gemiddelden van de piëzometers die tot die watertypen behoren. ...61 Tabel 4.5 Samenstelling van het regenwater nabij de studiegebieden (bron: Huybrechts et al.
2000). ...64 Tabel 4.6 Chemische samenstelling van de waterlopen in de studiegebieden en van de Demer
in Zichem en Testelt (gemiddelde waarden). ...65 Tabel 4.7 Chemische samenstelling van het overstromingswater in het Vierkensbroek ter
Tabel 4.8 Gegevens van diepe piëzometers in de omgeving van de studiegebieden (bron: AMINAL afdeling Water)...66 Tabel 4.9 Chemische samenstelling van het grondwater in diepe piëzometers van AMINAL
afdeling Water...66 Tabel 4.10 Pearson correlatiematrix* van de 13 chemische variabelen voor de piëzometers
1. Inleiding
1.1 Algemeen kader
De Demervallei tussen Diest en Werchter is een landschappelijk en ecologische waardevol gebied. Dit wordt ondermeer weerspiegeld door het gewestplan, waar grote delen als natuurgebied zijn ingekleurd. De Demervallei tussen Diest en Aarschot werd ook erkend als EU-vogelrichtlijngebied en grote delen van de vallei werden aangeduid als Habitatrichtlijngebied.
Het waterbeheer in de Demervallei is gebaseerd op kennis en visies die meer dan 30 jaar oud zijn, zoals ondermeer de studie van ir. P. Roovers van 1959. In het licht van de waterhuishoudingsproblemen van de laatste 10 jaar dringt een actualisering en aanpassing van het huidig beheert zich dan ook op. Door AMINAL afdeling Water werd in 1996 gestart met de voorbereiding van een Integraal Waterbeheerproject (IWP) voor de Demer tussen Diest en Werchter. Aangezien de rivier een centrale plaats inneemt in de waterhuishouding van de vallei, hebben de keuzen die gemaakt worden met betrekking tot inrichting en beheer van de Demer belangrijke consequenties voor de potenties van de Demervallei ten aanzien van natuurbeheer- en ontwikkeling.
De potenties in valleigebieden worden in hoge mate bepaald door de hydrologische randvoorwaarden (kwel, overstromingen, …) en het oppervlaktewater- en grondwaterbeheer. Het is de bedoeling dat in een geïntegreerd waterbeheer voor de Demervallei ook rekening wordt gehouden met de ecologische randvoorwaarden in het gebied zodat een integratie van natuur en waterbeheer mogelijk wordt. In het licht van het IWP is het dan ook noodzakelijk om na te gaan in hoeverre de actuele en potentiële natuur bepaald worden door de hydrologische condities in de vallei en welke de rol van de Demer hierin is.
1.2 Situering van de Demervallei
De Demervallei tussen Diest en Werchter (figuur 1.1) vormt de grens tussen de zandige Zuiderkempen in het noorden en het Brabants plateau in het zuiden en juist deze diversiteit aan abiotiek levert een belangrijke bijdrage aan de ecologische waarde van dit gebied. Terwijl het reliëf aan de noordelijke valleiflank relatief zacht verloopt, wordt de zuidzijde afgebakend door een reeks Diestiaanheuvels welke typisch zijn voor het Hageland.
De Demer ontspringt in Ketsingen bij Tongeren en mondt uit in de Dijle te Werchter, is 95 km lang en heeft als belangrijkste bijrivieren de Herk, de Gete, de Velpe en de Zwarte Beek. Vanaf Schulen, ten oosten van Diest, tot aan de monding stroomt de Demer in talrijke meanders door een brede vallei waar ze ook nog water opvangt van o.a. de Hulpe, de Motte en de Winge. De huidige loop van de Demer in dit gebied is tot stand gekomen na verschillende ingrepen op de oorspronkelijke rivierbedding: de sterk meanderende rivier werd op vele plaatsen rechtgetrokken.
De Demer kan beschouwd worden als een regenrivier met hoge piekdebieten tijdens hevige regenbuien en lange neerslagperiodes en met lage debieten in de zomer en in tijden van droogte. De rivier heeft een centrale plaats in de waterhuishouding van de vallei.
In het hydrologische regime van de Demervallei spelen grondwaterstromingen en het voorkomen van talrijke kwelgebieden (o.a. in Vorsdonkbos nabij Betekom) een belangrijke rol. D ijle Demer W in ge Hulpe Diest Aarschot Werchter 0 2 4 6 8 Km N
Figuur 1.1 Situering van de Demervallei.
1.3 Onderzoek
In 1997 werd, in het kader van een samenwerking tussen AWZ en het Instituut voor Natuurbehoud, op het IN een onderzoek gestart naar de ecohydrologie van waardevolle ecotopen in de Demervallei tussen Diest en Werchter. De bedoeling van het ecohydrologisch onderzoek is inzicht te krijgen in de relaties tussen de terrestrische ecosystemen in de vallei enerzijds en het grondwater en oppervlaktewater anderzijds. Een belangrijk aandachtspunt hierbij is de integratie van natuur en waterbeheer; zowel het beheer van de Demer, als de zijrivieren. Het onderzoek moet meer inzicht geven in de gevolgen van wijzigingen in de inrichting van de vallei en het beheer van de rivieren, voor de aanwezige en potentiële natuur in de vallei.
2. Situering en beschrijving van de studiegebieden
2.4 Vierkensbroek
2.4.1 Situering
Het studiegebied is gelegen ten noorden van de Demer tussen Averbode, Zichem en Testelt en omvat het Vierkensbroek en de Kloosterbeemden en een deel ervan vormt het erkend natuurreservaat 'De Demerbroeken'. De hydrologische monitoring gebeurd in een gebied van ongeveer 200 ha (figuur 2.1). Aarschot Testelt Zichem Averbode Diest Demer Hulpe Vierkensbroek Messelbroek-Krekelbroek Delfkensdonk-Zavelbeemden 0 2 4 6 Km N
Figuur 2.1 Situering van de 3 studiegebieden.
2.4.2 Topografie en hydrografie
Het noordelijk deel van de vallei is hier uitzonderlijk breed (meer dan 1.5 km) en de Demer stroomt niet centraal doorheen de vallei, aangezien het zuidelijk deel aanzienlijk smaller is. De topografie is zeer vlak en varieert tussen de 16.50 en 17.50 mTAW. Op een reliëfkaart is de natuurlijke oeverwal – komgrond structuur van de Demer en de Hulpe duidelijk merkbaar (figuur 2.2). Enkel in het westen van het studiegebied kent de vallei een sterke begrenzing door een Diestiaanheuvel (de Voortberg). Zowel naar het noorden als naar het oosten loopt de topografie geleidelijk aan op.
Figuur 2.2 Topografie van het studiegebied Vierkensbroek.
2.4.3 Bodem
In bijlage 1.1 wordt de bodemtextuurkaart weergegeven van het Vierkensbroek op basis van de gedigitaliseerde bodemkaart (Baeyens 1958-1960). Dit is de textuur van de bodem op geringe diepte. Tussen de Demer en de Leigracht is dit voornamelijk klei, ten noorden van de Leigracht is een zeer grote oppervlakte veen. In het noorden van het studiegebied bestaat de textuur vooral uit licht zandleem en lemig zand. De kleiïge bodems hebben zeer vaak een veensubstraat beginnend op geringe diepte. De natuurlijke oeverwal van de Demer bestaat vooral uit leem.
De bodems, zoals deze worden weergegeven op de bodemkaarten van België, geven slechts een beeld van het bodemprofiel op geringe diepte, terwijl de filters van de piëzometers zich meestal dieper onder maaiveld bevinden. Uit de profielbeschrijvingen, die werden gemaakt bij de boringen voor de uitbouw van het piëzometernetwerk, blijkt dat het veensubstraat vaak voorkomt tot een diepte van 1.5 à 2 m onder maaiveld. Dieper dan 2 m is het meestal grijsgroen glauconiethoudend zand, wat typisch is voor de Demervallei, met een belangrijke fractie klei en zandleem.
2.4.4 Vegetatie
Een aanzienlijk deel van het studiegebied bestaat uit rompgemeenschappen (RG) van Scherpe zegge (Carex acuta) en Liesgras (Glyceria maxima) en dit vooral tussen de Leigracht en de Hulpe. In de Kloosterbeemden, tussen de Hulpe en de Demer, is dit vegetatietype ook nog belangrijk, maar zijn er ook enkele grote Riet- en Moerasspirea-Poelruitruigten. Deze laatste al dan niet beplant met populier. Tussen de Hulpe en de spoorweg zijn er een aantal weiden die behoren tot de eerder soortenarme Beemdgras-raaigrasgraslanden. Langsheen de Demer zijn er enkele populierbossen waarvan de ondergroei gedomineerd wordt door Grote brandnetel (Urtica dioica). De meer soortenrijke hooilanden en ruigten bevinden zich in het noordoosten van het studiegebied, met zelfs een klein perceel (0.8 ha) Kleine zegge vegetatie. Deze percelen kennen reeds vele jaren een specifiek natuurbeheer. Doordag het gebied zeer nat is, neemt het belang van de landbouw steeds meer af: de nog aanwezige akkers worden veelal "beheerd" als wildakker in functie van de jacht.
2.5 Messelbroek-Krekelbroek
2.5.1 Situering
Diestiaanheuvels (o.a. Krekelberg en Wijngaardberg) met een maximum hoogte nabij het studiegebied van ongeveer 45 mTAW.
Door het studiegebied stromen twee beken. De Laarbeek is een kunstmatige aftakking van de Demer die stroomopwaarts van Testelt een deel van het Demerwater opvangt en stroomafwaarts van het Krekelbroek in de Demer uitmondt. De Ossebeek stroomt vanaf het zuiden het studiegebied binnen en komt ter hoogte van het Krekelbroek in de Laarbeek uit.
2.5.3 Bodem
In bijlage 1.2 wordt de bodemtextuurkaart weergegeven van het gebied op basis van de gedigitaliseerde bodemkaart (Baeyens 1958-1960). Evenals in Vierkensbroek bestaat de bodem in de vallei voornamelijk uit klei, aan de valleirand is dit vooral zand en lemig zand. De aanwezigheid van een zandige donk tussen de Laarbeek en de Demer in Krekelbroek komt op de textuurkaart duidelijk naar voor. Enkel in het zuidoosten van het studiegebied is er een veensubstraat aanwezig op geringe diepte.
Uit de profielbeschrijvingen van de boringen voor de opbouw van het grondwatermeetnet blijkt dat de textuur van de bovenste bodemlaag eerder lemig is in plaats van kleiïg. Een groot verschil met de ondergrond in Vierkensbroek is dat de bodem zandiger wordt met de diepte. Vanaf ongeveer 2 m onder maaiveld bestaat het substraat vooral uit grof, grijsgroen, glauconiethoudend zand met in de omgeving van de Demer vaak een bijmenging van grind en soms ook rolkeien.
2.5.4 Vegetatie
De vegetatiekaart van het studiegebied Messelbroek-Krekelbroek, gebaseerd op de vegetatiekartering van Butaye & Hermy (1997), wordt weergegeven in bijlage 2.2. In het westelijk deel van het gebied (Krekelbroek) zijn veel akkers waarop vooral Maïs staat ten behoeve van de jacht. In het oostelijk deel van het gebied (Messelbroek) worden veel percelen beplant met populier. De ondergroei wordt hierdoor in toenemende mate gedomineerd door Grote brandnetel (Urtica dioica) ten koste van Moerasspirea (Filipendula ulmaria). Tussen de Laarbeek en de valleirand zijn er nog enkele soortenrijke graslanden, die voornamelijk behoren tot de vochtige Glanshavergraslanden en overgangen tussen Glanshaver en Dottergraslanden.
2.6 Delfkensdonk-Zavelbeemden
2.6.1 Situering
Het gebied 'Delfkensdonk-Zavelbeemden' is gelegen ten noorden van de Demer, stroomafwaarts Testelt en omvat de Zavelbeemden, Delfkensdonk, Lakervelden en Wildhagen. De noordelijke grens van dit gebied wordt gevormd door de spoorlijn Diest - Aarschot (in het vervolg van dit rapport zal het gebied meestam worden aangeduid met het verkorte 'Delfkensdonk'). De oppervlakte van het studiegebied bedraagt ongeveer 155 ha (figuur 2.1).
2.6.2 Topografie en hydrografie
m. Kenmerkend voor dit gebied is de langgerekte zandige donk, waaraan dit gebied zijn naam ontleent en welke ook duidelijk terug te vinden is op de bodemkaart.
De ontwatering van het gebied verloopt via de Mertenloop en de Muggenbergloop, welke zich allebei in het noordwesten van het studiegebied bevinden. Deze twee waterlopen komen samen in de Grote Laak, die stroomopwaarts Langdorp in de Demer uitmondt.
Figuur 2.4 Topografie van het studiegebied 'Delfkensdonk-Zavelbeemden'.
2.6.3 Bodem
De textuur van de bovenste bodemlaag verschilt in het gebied 'Delfkensdonk-Zavelbeemden' duidelijk van de twee andere studiegebieden (bijlage 1.3): centraal in het gebied bevindt zich een langgerekte zandige donk (Delfkensdonk) en langsheen de Demer is een brede zone met leem. Een deel van de donk werd op de bodemkaart geklasseerd als duin (Baeyens 1958). Terwijl in de twee andere gebieden de bovenste laag van de komgrond voornamelijk bestaat uit klei (en leem) is dat hier veel minder het geval.
Het substraat waarin de filters van de piëzometers zich bevinden, is enigszins vergelijkbaar met Messelbroek-Krekelbroek, maar is minder grof; het is voornamelijk grijsgroen zand en zandleem. Slechts bij één boring werd een bijmenging met grind vastgesteld.
2.6.4 Vegetatie
3. Hydrodynamiek
3.7 Gegevensverzameling
De stijghoogte van het grondwater wordt gevolgd met piëzometers die in transecten zijn geplaatst dwars op de Demer. De eerste meetraaien werden geplaatst in april 1997. In de loop van het onderzoek werden piëzometer-raaien bijgeplaatst en de bestaande raaien verfijnd op basis van de resultaten van het verkennend ecohydrologisch onderzoek (Aubroeck et al. 1998). Momenteel staan er 4 raaien in Messelbroek-Krekelbroek, 2 raaien in Delfkensdonk-Zavelbeemden en 5 raaien in het Vierkensbroek (figuur 3.1). In Vierkensbroek staat 1 raai dwars op de Demer, 2 raaien dwars op de Hulpe en 2 raaien dwars op de Grote Leigracht. In Vierkensbroek worden ook piëzometers opgemeten en bemonsterd die geplaatst werden door Natuurreservaten v.z.w. en Soresma N.V. in opdracht van AMINAL afdeling Water voor de uitbouw van een lokaal grondwatermeetnet. De hydrologische monitoring beperkt zich in het Vierkensbroek tot het gebied tussen de Leigracht en de Demer, met uitzondering van enkele piëzometers van Natuurreservaten v.z.w. die zich ten noorden van de Leigracht bevinden (In bijlage 3: situering van de piëzometers en peilschalen).
De piëzometers bestaan uit PVC buizen van 4 tot 5 cm doorsnede, onderaan afgedicht en voorzien van een filter van 30 cm lengte. Het peil van een aantal oppervlaktewaters wordt gemeten met behulp van peilschalen. Alle piëzometers en peilschalen werden topografisch opgemeten op basis van de Tweede Algemene Waterpassing. De Lambert-coördinaten werden bepaald met de GPS, waar dit niet mogelijk was gebeurde de bepaling met de theodoliet. De coördinaten van alle piëzometers en peilschalen zijn terug te vinden in bijlage 6.
In principe worden zowel piëzometers als peilschalen twee maal per maand afgelezen. De opmetingen zijn gestart onmiddellijk na de plaatsing van de piëzometers en liepen in Messelbroek van april 1997 of april 1998 tot eind mei 2000, in de Zavelbeemden van april 1998 tot mei 2000. In het Vierkensbroek zijn de eerste opmetingen eveneens gestart in april 1997, maar werden op verschillende tijdstippen nog piëzometers bijgeplaatst en lopen de opmetingen nog steeds door in functie van de geplande vernattingsingrepen (Mina-plan 2, Actie 73 Actief Peilbeheer) in dit gebied.
Doordat het hydrologisch meetnet niet in één keer tot stand kwam, beslaan de opmetingen van de piëzometers niet altijd dezelfde waarnemingsperiode en de weersomstandigheden binnen de waarnemingsperiodes kunnen verschillen. Dit laatste, gekoppeld aan de variabele dichtheid van de raaien in de gebieden heeft consequenties voor de analyse van de hydrodynamiek. Alle piëzometers werden minimaal 2 jaar opgemeten. Voor een aantal is de tijdsreeks korter, omdat ze pas begin 2000 werden geplaatst. Voor de piëzometers met een kortere meettijd, werd uit die periode één volledig jaar geselecteerd voor de statistische analyse.
niet het peil wordt opgemeten, worden eveneens met een dergelijke code ingegeven: ‘VIER001X’ waarbij ‘R’ staat voor Rivier. Met deze code zijn de piëzometers, peilschalen en oppervlaktewaters ingegeven in de hydrologische databank WATINA van het Instituut voor Natuurbehoud. In het verder verloop van deze tekst en bij gebruik in figuren wordt een verkorte versie van deze code gehanteerd. ‘VIEP100X’ wordt vervangen door ‘V100’; hierin is de letter de eerste letter van de gebiedsnaam en het nummer het volgnummer van de piëzometer. De letter geeft ook aan in welk deel van de gebieden Messelbroek-Krekelbroek en Delfkensdonk-Zavelbeemden een piëzometer werd geplaatst. Voor de oppervlaktewaters wordt de naam van de beek of waterloop gehanteerd, gevolgd door een volgnummer. Zo wordt ‘VIES01XX’ in de tekst en figuren aangeduid met ‘Hulpe1’. In bijlage 6 wordt de lange en korte identificatiecode gegeven.
3.8 Gegevensverwerking
Voor de analyse van de hydrodynamiek worden uit de grondwaterpeilmetingen 7 hydrologische variabelen afgeleid (tabel 3.1). Hiervoor worden alle betrouwbare metingen gebruikt over een periode van 2 jaar. In een aantal gevallen werd slechts 1 jaar meetperiode gebruikt voor de statistische analyses. Enerzijds konden sommige piëzometers tussen 09/98 en 03/99 niet worden opgemeten omwille van de de uitzonderlijke hoge waterstanden na de overstroming van september 1998 en het daaropvolgend zeer natte najaar en winter. Anderzijds werden sommige piëzometers pas later geplaatst waardoor de meetperiode korter is dan 2 jaar. De waarden voor deze 7 variabelen werden voor iedere piëzometer in bijlage 7 toegevoegd.
Tabel 3.1 Variabelen die de dynamiek van het ondiep grondwater beschrijven.
Variabele Gebruikte afkorting
Gemiddelde stijghoogte in de waarnemingsperiode (mTAW) gemidd. peil
Minimum stijghoogte in de waarnemingsperiode (mTAW) min. peil
Maximum stijghoogte in de waarnemingsperiode (mTAW) max. peil
Gemiddelde diepte onder maaiveld in de waarnemingsperiode (m) gemidd. diepte
Minimum diepte onder maaiveld in de waarnemingsperiode (m) min. diepte
Maximum diepte onder maaiveld in de waarnemingsperiode (m) max. diepte
Maximum schommeling in de waarnemingsperiode (m) amplitude
De ruimtelijke variatie van deze variabelen wordt voorgesteld op kaarten. Doordat de piëzometers in transecten zijn geplaatst volgens de hydrologische gradiënt, zijn het discrete waarnemingen die niet gebiedsdekkend zijn. Teneinde een duidelijk cartografisch beeld te bekomen van de verschillende hydrologische variabelen in de studiegebieden, worden de discrete waarnemingen omgezet naar patronen van isolijnen. De interpolatie gebeurt op basis van de Kriging interpolatieprocedure, zoals die standaard in het softwarepakket Surfer zit. Teneinde een duidelijk cartografisch beeld te hebben is de interpolatie gebaseerd op de grondwaterpeilmetingen en werd de topografie van de gebieden niet verwerkt. Dit betekent dat lokale verschillen in topografie, zoals de aanwezigheid van donken, niet worden weergegeven op de figuren. De waarde en de betrouwbaarheid van de isolijnenpatronen blijven natuurlijk bepaald door het oorspronkelijk waarnemingsnet.
maximum aantal opnamepunten per figuur meestal beperkt tot 6. Het grondwaterpeil wordt weergegeven ten opzichte van het maaiveld. Een dwarsprofielcurve geeft een beeld van de waterpeilen langsheen de raaien (een dwarsdoorsnede) en dit voor de minimum, maximum en gemiddelde stijghoogte in de waarnemingsperiode of metingen die representatief zijn voor deze variabelen. De hoogte van het maaiveld is de hoogte zoals deze werd opgemeten ter hoogte van de piëzometers.
Het peil van de Demer ter hoogte van de raaien is berekend op basis van de peilgegevens van het hydrometisch station (limnigraaf) in Zichem van de dienst Hydrologisch Onderzoek van de administratie Waterwegen en Zeewezen. In de loop van de meetcampagne werd het Demerpeil enkele malen gemeten ter hoogte van de raaien. Deze metingen werden gebruikt om het verval van de Demer te berekenen vanaf Zichem tot aan de meest stroomafwaartse raai in Messelbroek. De berekende Demerpeilen geven enkel een benadering van het waterpeil ter hoogte van de raaien.
3.9 Vierkensbroek
3.9.1 Ruimtelijk patroon van het ondiep grondwater
De figuren 3.2 tot en met 3.5 geven een ruimtelijk beeld van de dynamiek van het ondiep grondwater in het Vierkensbroek. Uit deze figuren blijkt duidelijk dat het Vierkensbroek een zeer vochtig gebied is. Tijdens de wintermaanden staat het grondwaterpeil in het volledige gebied ongeveer gelijk met het maaiveld, behalve binnen de invloedszone van de Hulpe en de Demer. De lager gelegen delen van het gebied komen tijdens de winter meestal onder water te staan. Gemiddeld staat het grondwater ongeveer 0.5 m onder maaiveld en zakt het maximaal 1 m onder maaiveld. In de oeverwallen van Hulpe en Demer kan het grondwater tot anderhalve meter onder maaiveld komen te staan. Het noordoosten van het Vierkensbroek onderscheidt zich van de rest van het gebied door een geringe gemiddelde en maximale diepte van de grondwaterstand en de beperkte schommelingen. De grondwatermodellering van Batelaan & De Smedt (1994) wijst onder andere op een potentieel kwelgebied in het oosten van het Vierkensbroek met hoofdzakelijk middelhoge kwel. Op basis van de grondwaterpeilmetingen kan echter verondersteld worden dat de opwaartse grondwaterstroming in het noordoosten van het gebied sterker is dan in het zuidoosten.
3.9.2 Dynamiek van de grondwaterpeilen.
Figuur 3.6 geeft de tijdscurven van 3 piëzometers die zich centraal in het gebied tussen de Leigracht en de Hulpe bevinden: piëzometer V102 in raai A, piëzometer V126 midden in raai B en piëzometer V121 centraal in raai C in het noordoosten van het Vierkensbroek (figuur 3.1: situering van de raaien). De dynamiek van de 3 piëzometers is sterk gelijkend, maar tijdens neerslagperioden stijgt het grondwaterpeil in piëzometer V102 sterker dan in de andere twee piëzometers en gedurende de winter staat het water boven maaiveld. De peilschommelingen van de piëzometers V121 en V126 zijn gelijk en minder groot dan de schommelingen in piëzometer V102, maar gemiddeld staat het grondwater in piëzometer V121 dieper onder maaiveld (tabel 3.2). Het verkennend ecohydrologisch onderzoek van Aubroeck et al. (1998) gaf reeds aan dat de grondwaterdynamiek in het Vierkensbroek bepaald wordt door de aanwezigheid van kwel, de samenstelling van de alluviale sedimenten en de topografie, gekoppeld aan de organisatie van de oppervlakkige ontwatering. Piëzometer V102 staat in een perceel waarvan de topografie min of meer een kom vormt en de oppervlakkige drainagestructuren nagenoeg volledig verdwenen zijn. De grondwaterdynamiek wordt sterk bepaald door neerslag en overstromingen: tijdens droge perioden zakt het grondwater relatief snel weg, maar tijdens neerslagperioden stijgt het grondwaterpeil snel. Gedurende periodes met veel neerslag komt de zone in de omgeving van piëzometer V102 relatief snel onder water te staan. De omgeving van piëzometer V121 wordt gekenmerkt wordt door een netwerk van drainagegrachten die via een centrale gracht ontwateren naar de Leigracht, terwijl er in de nabijheid van piëzometer V126 geen drainagegrachten meer aanwezig zijn. Het verschil in dynamiek tussen de piëzometers V102 en V126 wordt bepaald door de topografie en tussen V121 en V126 door de aan- of afwezigheid van drainagestructuren.
Figuur 3.6 Tijdscurven van de piëzometers V102, V121 en V126.
voorafgaande overstroming van september 1998 een bufferende werking hebben gehad op de grondwaterpeilen in het daaropvolgende groeiseizoen. Een verschillend neerslagpatroon en verschillende neerslaghoeveelheden tijdens het groeiseizoen dragen eveneens bij tot verschillen in hydrodynamiek. Zo stond het grondwaterpeil in het gebied aanzienlijk minder diep onder maaiveld op het einde van de zomer van 2000 in vergelijking met de voorgaande jaren doordat grote delen van het gebied eind juli van 2000 onder water stonden als gevolg van overvloedige neerslag. Om dit effect grondig te kunnen analyseren zijn langere tijdsreeksen noodzakelijk.
De grondwatermodellering van Batelaan & De Smedt (1994) berekent een kwelzone aan de oostkant van het Vierkensbroek, waarin enkel het zuidelijk deel van raai C en raai E zich bevinden en nog een smalle zone tussen raai A en B. Op basis van de grondwaterpeilmetingen (tabel 3.2) kan echter verondersteld worden dat het volledige gebied tussen de Hulpe en de Leigracht onder invloed staat van een opwaarste grondwaterstroming. Tabel 3.2 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de
piëzometers V102, V121 en V126 (op basis van de meetperioden 05/1997-05/1998 en 05/1999-05/2000).
piëzometer min. diepte (m) gemidd. diepte (m) max. diepte (m) amplitude (m)
V102 0.15 -0.20 -0.87 1.02
V121 -0.08 -0.43 -0.82 0.74
de Hulpe: de peilschommelingen zijn vergelijkbaar met piëzometer V121, maar doorheen het jaar staan de grondwaterpeilen aanzienlijk dieper onder maaiveld. De verschillen in grondwaterdynamiek worden in deze zone voornamelijk bepaald door de grootte van de opwaartste grondwaterstroming, de invloed van de oppervlakkige ontwatering en de Hulpe. Tabel 3.3 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de
piëzometers V119, V121 en V123 (op basis van de meetperiode 05/1999-05/2000). piëzometer min. diepte (m) gemidd. diepte (m) max. diepte (m) amplitude (m)
V119 -0.04 -0.25 -0.55 0.51
V121 -0.08 -0.43 -0.82 0.74
V123 -0.27 -0.60 -1.01 0.74
Het verschil in kwelstromen in het Vierkensbroek komt ook tot uiting bij de analyse van piëzometer-koppels (figuur 3.8 en tabel 3.4). Het koppel V100-V140 is een onderdeel van raai A, terwijl het koppel V132-V133 in raai C staat tussen de Leigracht en peilbuis V119. De afstand tot de Leigracht is voor beide koppels gelijk. Het verschil tussen de filters bedraagt voor beide koppels ongeveer 3 m, maar van het koppel V132-V133 bevinden de filters zich ongeveer 70 cm dieper dan van het koppel V100-V140. Het gemiddeld verschil tussen V132 en V133 is groter dan tussen V100 en V140, maar de grondwaterpeilschommelingen zijn ongeveer gelijk in tegenstelling tot schommelingen van V100 en V140. Het gemeten stijghoogteverschil wordt echter niet alleen bepaald door de grootte en de richting van de grondwaterstroming, maar ook door de waarde van de hydraulische conductiviteit (Huybrechts & De Becker, 1997). Aangezien er enkel van het koppel
Tabel 3.4 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de piëzometers V100, V132, V133 en V140 (op basis van de meetperiode 05/1999-05/2000).
piëzometer min. diepte (m) gemidd. diepte (m) max. diepte (m) amplitude (m)
V100 (ondiepe) 0.22 -0.13 -0.64 0.86
V140 (diepe) 0.31 0.02 -0.35 0.66
V132 (ondiepe) -0.13 -0.42 -0.67 0.54
V133 (diepe) -0.01 -0.22 -0.50 0.49
In het studiegebied bevinden zich 10 piëzometerkoppels die specifiek geplaatst werden om eventuele stijghoogteverschillen te kunnen vaststellen. In 9 van de 10 koppels heeft de diepe piëzometer een hogere stijghoogte dan de ondiepe, wat wijst op een opwaartste grondwaterstroming. Bij één koppel in raai E op 10 m van de Hulpe heeft de diepe piëzometer een lagere stijghoogte dan de ondiepe.
3.9.3 Invloed van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil
Figuur 3.9 Profiel van de waterpeilen van raai A in Vierkensbroek.
Figuur 3.9 geeft een beeld van de waterpeilen langsheen raai A in Vierkensbroek en dit voor drie opnamedatums waarvan de metingen het minimum, maximum en jaargemiddelde benaderen. De hoogte van de Demerdijk is gebaseerd op punten uit het digitaal terreinmodel van Afdeling Water.
piëzometer V107 onder de drainerende invloed van een nabijgelegen drainagegracht. In het Vierkensbroek reikt de drainerende werking van de Demer maximaal 150 m ver.
Door de bedijking langsheen de Demer, kan het Demerpeil tijdens langdurige regenperioden hoger stijgen dan het grondwaterpeil in de vallei. Hoewel de Hulpe aanzienlijk minder hoog bedijkt is dan Demer, geldt dit laatste ook voor de Hulpe. Bij de Leigracht en de Grote Leigracht heeft het ruimingsslib aanleiding gegeven tot het ontstaan van kleine dijkjes. Hierdoor treedt er tijdens de wintermaanden, in combinatie met een beperkt aantal drainagegrachten, tussen de Leigracht en de Hulpe en tussen de Hulpe en de Grote Leigracht vaak komberging op.
Op het einde van de zomer is het peil van de Hulpe vergelijkbaar met het grondwaterpeil in de omgeving, terwijl dit niet het geval is voor de leigrachten en de Demer. Als gevolg van de zware industriële vervuiling van de Hulpe wordt deze waterloop al vele jaren niet meer geruimd en is het bodempeil geleidelijk aan opgehoogd.
Langsheen de raaien B en C is de invloed van de Hulpe en de Leigracht verschillend ten opzichte van de situatie ter hoogte van raai A: de drainerende werking van de Hulpe reikt ter hoogte van de 2 korte piëzometer-raaien ongeveer 60 tot 70 m ver. De invloed van de Leigracht gaat ongeveer 50 tot 55 m ver. De lagere peilen centraal in raai C (figuur 3.10) worden vermoedelijk veroorzaakt door het netwerk van drainagegrachten dat ontwatert naar de Leigracht, aangezien dit niet het geval is langsheen raai B, waar geen drainagegrachten aanwezig zijn. In figuur 3.10 komt de overgang van de komgrond naar de oeverwal van de Hulpe duidelijk naar voor: vanaf piëzometer V121, op 100 m van de Hulpe, stijgt de topografie geleidelijk van ongeveer 17.20 mTAW tot 17.50 mTAW, op 10 m van de Hulpe. De hoogte van de dijkkruin van de Hulpe ter hoogte van de raai bedraagt ongeveer 17.70 mTAW. De Leigracht bevindt zich in het laagste deel van de komgrond; de rechtstreekse drainerende werking van de gracht is dan wel beperkt, maar het netwerk van drainagegrachten dat hierop aansluit, zorgt voor de ontwatering van de komgrond ter hoogte van raai C.
In het kader van het Actief Peilbeheer project (Mina-plan 2 Actie 73) werd in het voorjaar van 2000 een korte raai geplaatst dwars op de Grote Leigracht, stroomopwaarts van de samenvloeiing van Grote en Kleine Leigracht (figuur 3.11). De topografie neemt af naar de leigracht: de leigracht is gelegen in het laagste deel van de Kloosterbeemden en zorgt voor de ontwatering van de komgrond tussen de Hulpe en de Demer. Bij hoge afvoeren staat het peil van de Grote Leigracht ongeveer gelijk met het maaiveld en de freatische grondwatertafel is nagenoeg horizontaal. Gemiddeld reikt de drainerende invloed van de Leigracht ongeveer 30 m ver. Het verschil tussen het gemiddeld en het minimum peil van de Grote Leigracht tijdens de waarnemingsperiode bedroeg slechts 12 cm.
Figuur 3.11 Profiel van de waterpeilen van raai D in Vierkensbroek.
3.9.4 Dynamiek van de oppervlaktewaterpeilen
vastgesteld dat er, ondanks de aanwezigheid van een klepstuw ter hoogte van peilschaal GrLeigr1, een duidelijke instroom is van Hulpewater. Deze terugstroming reikt maximaal tot aan peilschaal GrLeigr4. Het peil van de Grote Leigracht is over vrij lange perioden relatief stabiel, het peil kan snel stijgen, maar zakt ook snel terug. Het peilverschil tussen de peilschalen GrLeigr3 en GrLeigr4 is nagenoeg verwaarloosbaar (tabel 3.7) en het verval van de waterloop over dat traject (ongeveer 335 m) is dan ook zeer klein.
Tabel 3.7 Minimum, gemiddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van 3 peilschalen op de Grote Leigracht (voor de waarnemingsperiode 01/03/2000 - 01/03/2001).
peilschaal min peil (mTAW) gemidd peil(mTAW) max peil (mTAW) amplitude (m)
Grleigr1 15.71 16.04 17.06 1.35
Grleigr3 16.08 16.20 / /
Grleigr4 16.06 16.23 17.13 1.07
3.9.5 Besluit
Algemeen kan gesteld worden dat het Vierkensbroek een zeer nat gebied is, waarbij vooral in de winter, het grondwater nabij het maaiveld staat en de laagst gelegen gebieden lange tijd onder water komen te staan.
De grondwaterdynamiek in het gebied wordt bepaald door de aanwezigheid van de kwel, de samenstelling van de alluviale sedimenten, de detailtopografie en de organisatie van de oppervlakkige ontwatering. In het geval van komvorming, waarbij neerslagwater of overstromingswater minder efficiënt wordt afgevoerd, wordt een waterbuffer aangelegd, die het ondiep grondwater snel kan aanvullen. De karakteristieken van de grondwaterdynamiek zijn echter verschillend ten opzichte van kwelgebieden. De diepe ligging van het Demerpeil geeft onrechtstreeks aanleiding tot verdroging: door het lage peil van de Demer is ook het peil van de Leigracht doorheen het jaar relatief laag. De rechtstreekse drainerende invloed van de Leigracht is beperkt, maar drainagegrachten die uitmonden in de Leigracht zorgen voor een bijna permanente ontwatering van de aangrenzende gebieden. In de tegenstelling tot de berekeningen van Batelaan & De Smedt (1994) wordt vermoedelijk het hele gebied gekenmerkt door een opwaartse grondwaterstroming, maar de grootte van de kwelstromen varieert en zorgt voor een bijkomende differentiatie in de grondwaterdynamiek. Dit kan echter ook het gevolg zijn van ruimtelijke verschillen in hydraulische conductiviteit van de alluviale sedimenten. De beschikbare tijdsreeksen volstaan niet om een uitspraak te doen over de eventuele bufferende werking die de overstroming van september 1998 en de daaropvolgende uiterst natte winter hebben gehad op de grondwaterpeilen in het daarop volgende groeiseizoen.
De rechtstreekse drainerende invloed van Hulpe, Leigracht en Grote Leigracht is beperkt; enerzijds doordat de alluviale sedimenten voornamelijk bestaan uit klei en veen, met een lage hydraulische conductiviteit en anderzijds kan kwel deze drainage nog compenseren. De invloed van de Demer reikt in het Vierkensbroek maximaal 150 m ver.
3.10 Messelbroek-Krekelbroek
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 3.20 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.
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
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
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.
3.11 Delfkensdonk-Zavelbeemden
3.11.1 Ruimtelijk patroon van het ondiep grondwater
De figuren 3.25 tot en met 3.28 geven een ruimtelijk beeld van de dynamiek van het ondiep grondwater in het studiegebied Delfkensdonk-Zavelbeemden. Het aantal piëzometers is in dit studiegebied kleiner in vergelijking met de 2 ander, doordat in dit gebied de monitoring maar werd gestart in het voorjaar van 1998, voortgaande op de resultaten uit het verkennend onderzoek en beperkt is tot 2 piëzometerraaien. Doordat de afstand tussen de twee raaien vrij groot is, werden enkel de geïnterpoleerde resultaten in de nabije omgeving van de raaien weergegeven.
De figuren 3.25 en 3.26 geven aan dat Delfkensdonk droger is dan Messelbroek, dat ten zuiden van de Demer is gelegen. Tijdens de wintermaanden staat het grondwaterpeil nog ongeveer 0.3 tot 0.6 m onder maaiveld in het volledige gebied; enkel in het noordoosten zijn er enkele percelen waar het grondwater tijdens natte perioden nabij het maaiveld staat. Aan de valleirand staat het grondwaterpeil gemiddeld minder dan 1 m diep en in de omgeving van de Demer staat het water ongeveer 1 tot 1.5 m diep. De twee raaien bevinden zich aan het uiteinde van een langgerekte, zandige donk, waaraan het gebied zijn naam ontleent. Op basis van de beschikbare gegevens is het niet mogelijk een uitspraak te doen over de grondwaterpeilen onder de donk. Op het einde van zomer staat het grondwaterpeil in de omgevind van de raaien minimum 1 m onder maaiveld en nabij de Demer kan dit oplopen tot 2.5 m beneden maaiveld (figuur 3.27). Evenals in Messelbroek is er een duidelijke toename van de waterpeilschommelingen (figuur 3.28) vanaf de vallei naar de Demer.
3.11.2 Dynamiek van de grondwaterpeilen
deze vaststelling: terwijl tijdens de wintermaanden het grondwater in piëzometer K100 ongeveer gelijk met het maaiveld staat, is de laagst gemeten waarde in piëzometer D107 25 cm onder maaiveld. De grondwaterschommelingen zijn vergelijkbaar, maar doorheen het jaar staat het grondwater dieper onder maaiveld in piëzometer D107 dan in K100. Op basis van de grondwatermodelleringen van Batelaan & De Smedt (1994) bevindt het zuidelijk deel van de raai (vanaf piëzometer D103) zich in een gebied met potentieel middelhoge kwel, maar dit wordt niet bevestigd door de peilschommelingen.
De tijdscurven van 4 piëzometers van raai B in Delfkensdonk (figuur 3.30) vertonen een ander beeld dan de curven uit figuur 3.29: vanaf de valleirand (piëzometer Z100) naar de Demer (piëzometer Z105) nemen de peilschommelingen toe en staat het grondwaterpeil doorheen het jaar dieper onder maaiveld (tabel 3.12). In piëzometer Z100 staat het grondwater tijdens de winter ongeveer gelijk met het maaiveld en zakt het op het einde van de zomer maximum ongeveer 1 meter onder maaiveld. Enkel tijdens de uitzonderlijk natte winter 1998-1999 kwam het grondwater in de andere piëzometers nabij het maaiveld. Op het einde van de zomer van 1999 staat het grondwaterpeil in de piëzometers duidelijk minder diep dan het jaar voordien: de laagste gemeten grondwaterstand in piëzometer Z102 was in 1998 1.56 m en in 1999 1.35 m onder maaiveld. Hoge grondwaterstanden tot het vroege voorjaar hebben hier misschien een bufferend effect gehad op de waterpeilen tijdens het groeiseizoen.
Figuur 3.30 Tijdscurven van de piëzometers Z100, Z102, Z103 en Z105.
Tabel 3.12 Minimum, gemiddelde en maximum diepte onder maaiveld en de amplitude van de piëzometers Z100, Z102, Z103 en Z105 (op basis van de meetperiode 05/1999-05/2000).
piëzometer afstand Demer (m)
min. diepte (m) gemidd. diepte (m)
max. diepte (m) amplitude (m)
Z100 810 0.05 -0.37 -0.85 0.90
Z102 560 -0.11 -0.77 -1.37 1.26
Z103 400 -0.15 -0.97 -1.63 1.48
Z105 90 -0.38 -1.44 -2.22 1.84
3.11.3 Invloed van de oppervlaktewaterpeilen op het grondwaterpeil
Bij hoge Demerpeilen reikt de invloed van de rivier ter hoogte van raai A in Delfkensdonk maximum 100 tot 200 m ver (figuur 3.31). Verder van de Demer staat de freatische grondwatertafel op dat moment ongeveer horizontaal. Gemiddeld gaat de drainerende werking van de Demer vermoedelijk niet verder dan piëzometer D102, op 475 m van de Demer, maar op het einde van de zomer strekt de invloed zich uit over het volledige profiel (ongeveer 750 m). De invloed van de Mertenloop reikt zeker 30 m ver (piëzometer D101), maar gaat waarschijnlijk niet tot aan piëzometer D107, op 90 m van de waterloop. Op het einde van de zomer komt de Mertenloop ter hoogte van de raai, gedurende enkele weken droog te staan. Het effect van de Mertenloop op de grondwaterpeilen in dat deel van de vallei is verwaarloosbaar ten opzichte van de Demer. Het maaiveld, zoals dit werd opgemeten aan de piëzometers, geeft duidelijk aan dat de piëzometers D103, D104 en D108 aan de westkant staan van de zandige donk, die min of meer parallel loopt met de Demer.
Figuur 3.31 Profiel van de waterpeilen ter hoogte van raai A in Delfkensdonk.
van de waterpeilschommelingen in de richting van de Demer: in het noorden is de amplitude minder dan 1 m, terwijl in de omgeving van de Demer de peilschommelingen tot bijna 2 m kunnen oplopen (tabel 3.12). Dit is vergelijkbaar met de bevindingen ter hoogte van piëzometerraai A in Messelbroek. Evenals in Messelbroek zijn de alluviale sedimenten ten noorden van de Demer voornamelijk opgebouwd uit glauconiethoudende zanden, maar in tegenstelling tot Messelbroek met relatief weinig grind. Zoals blijkt uit het maaiveld in figuur 3.32 bevindt het noordelijk deel van de raai (piëzometers Z101 en Z102) zich in de oostelijke uitloper van de zandige donk. Het voorkomen van een zandige, hoger gelegen donk in de vallei zorgt voor een bijkomende abiotische differentiatie, aangezien het grondwater daar dieper onder maaiveld staat.
Figuur 3.32 Profiel van de waterpeilen ter hoogte van raai B in Delfkensdonk.
3.11.4 Dynamiek van de oppervlaktewaterpeilen
Figuur 3.33 Tijdscurve van de peilschaal op de Mertenloop in Delfkensdonk.
Tabel 3.13 Minimum, gemidddeld en maximum peil (mTAW) en de amplitude (m) van de peilschaal op de Mertenloop (voor de waarnemingsperiode 01/05/1999 - 01/05/2000). peilschaal min peil (mTAW) gemidd peil (mTAW) max peil (mTAW) amplitude (m)
Merten1 14.21 14.37 14.58 0.37
3.11.5 Besluit
Evenals in Messelbroek-Krekelbroek wijzen het ruimtelijk patroon van de ondiepe grondwaterpeilen en de tijds- en dwarsprofielcurven op de centrale rol die de Demer speelt in de waterhuishouding van dit deel van de vallei. Bij hoge Demerpeilen is de drainerende werking gering en staan de grondwaterpeilen nabij het maaiveld. Ook in het noordelijk deel van de vallei is de grote invloed van de rivier het gevolg van de zandige alluviale sedimenten. Gemiddeld reikt de invloed van de Demer ter hoogte van de raai in Delfkensdonk ongeveer 475 m ver en 600 m in de Zavelbeemden. Het effect van de Mertenloop op de grondwaterpeilen is verwaarloosbaar ten opzichte van de Demer. De Mertenloop komt op het einde van de zomer droog te staan.
De grondwaterpeilen in dit deel van de Demervallei staan dieper onder maaiveld dan in Messelbroek, ten zuiden van de Demer. Dit kan enerzijds verklaard worden door de langgerekte zandige donk die enigszins boven de omliggende vallei uitsteekt en anderzijds doordat er vermoedelijk enkel in het noordoosten kwel is. In de rest van het gebied zijn er geen indicaties voor kwel op basis van de hydrodynamische karakteristieken.
