Search

In low lying deltaic areas in temperate climates, groundwater can be brackish to saline at shallow depth, even with a yearly rainfall excess. For primary production in horticulture, agriculture, and terrestrial nature areas, the fresh water availability may be restricted to so-called fresh water lenses: relatively thin pockets of fresh groundwater floating on top of saline groundwater. The persistence of such fresh water lenses, as well as the quantity and quality of surface water is expected to be under pressure due to climate change, as summer droughts may intensify in North-West Europe. Better understanding through modelling of these fresh water resources may help anticipate the impact of salinity on primary production. We use a simple model to determine in which circumstances fresh water lenses may disappear during summer droughts, as that could give rise to enhanced root zone salinity. With a more involved combination of expert judgement and numerical simulations, it is possible to give an appraisal of the hazard that fresh water lenses disappear for the Dutch coastal regions. For such situations, we derive an analytical tool for anticipating the resulting salinization of the root zone, which agrees well with numerical simulations. The provided tools give a basis to quantify which lenses are in hazard of disappearing periodically, as well as an impression in which coastal areas this hazard is largest. Accordingly, these results and the followed procedure may assist water management decisions and prioritization strategies leading to a secure/robust fresh water supply on a national to regional scale.

Wereldwijd kampen boeren met oprukkende verzilting. Aanpassing van gewassen en teeltsystemen hieraan is een belangrijke opdracht voor de landbouwwetenschap. Water hergebruiken, planten aan zout laten wennen en nieuwe rassen bieden perspectief. ‘We krijgen steeds meer verzoeken voor onderzoek naar irrigatie met brak water.’

Het is mogelijk dat klimaatverandering van invloed is op de kwaliteit van het grondwater omdat veel processen die de grondwaterkwaliteit beïnvloeden afhangen van temperatuur en vochtigheid. Of de grondwaterkwaliteit zal veranderen bij een veranderend klimaat en in welke mate is onduidelijk omdat eenduidig wetenschappelijk bewijs hierover ontbreekt. Dit blijkt uit een literatuurstudie van het RIVM, waarin een overzicht is gemaakt van de beschikbare wetenschappelijke literatuur over de invloed van klimaatverandering op de grondwaterkwaliteit. Grondwater is belangrijk voor de drinkwatervoorziening en de ecologie. Het is daarom van belang invloeden van klimaatverandering in een vroeg stadium te signaleren, zodat maatregelen kunnen worden genomen om deze invloeden tegen te gaan, indien deze veranderingen een verslechtering betekenen. In het literatuuronderzoek is ook de invloed van klimaatverandering op de bodemkwaliteit, de grondwateraanvulling en de oppervlaktewaterkwaliteit meegenomen. Er zijn op dit moment namelijk nog te weinig artikelen verschenen die specifiek de invloed van klimaatverandering op de grondwaterkwaliteit beschrijven. Aan de hand hiervan is onderzocht wat de klimaateffecten zijn op verzilting, nutriënten, pesticiden en zware metalen. De beschikbare wetenschappelijke artikelen over de effecten van klimaatverandering op de bodem en de grondwaterkwaliteit spreken elkaar tegen. Zo zou een hogere temperatuur bijvoorbeeld volgens sommige onderzoeken tot een lagere grondwaterstand leiden, omdat er meer water verdampt. Volgens anderen zullen planten door de toegenomen concentratie CO2 juist minder water verdampen waardoor de grondwaterstand zal toenemen. Uit het onderzoek blijkt ook dat modellen die de verandering van grondwaterkwaliteit als gevolg van klimaatverandering simuleren nog niet aanwezig of niet nauwkeurig genoeg zijn. Het RIVM beveelt daarom aan meer onderzoek te doen en de bestaande modellen te verbeteren.

Theory description and user manual

The Dutch lowlands may be subject to salinization, through saline upward seepage and increased salt concentrations in the surface water, which may affect agriculture and nature areas with floating fens. A simple approach was proposed to estimate root zone salinization in areas with fresh water lenses that float on upward seeping saline groundwater, based on analytical solutions and approximations, which could be used for prioritization. The hydrology of floating fens was investigated and important processes and parameters were identified, which could be used to estimate root zone exposure to salinity. The flow processes are mostly controlled by the root mat geometry, which determines which part of the root mat floats within the surface water. A greenhouse experiment showed that salinity may affect the growth of some plant species from floating fens, which implies that salinization may affect species composition in these nature areas.

In de Nederlandse delta is een uitgekiend waterbeheer van wezenlijk belang voor veiligheid en zoetwatervoorziening. Nu het klimaat verandert en kapitaal intensievere landbouw en andere watergebruikers meer zekerheid willen over de levering van zoet water, is de vraag hoe de zoetwatervoorziening kan worden verbeterd en robuust kan worden gemaakt. In veel gebieden hebben de waterbeheerders nog geen goed overzicht hoe het complexe systeem van zoetwateraanvoer tijdens droge perioden functioneert. Dit komt omdat de zoet-zoutpatronen sterk van plaats tot plaats verschillen, inlaten vaak diffuus van aard zijn en niet worden bemeten en watergebruik voor beregening niet wordt geregistreerd. Zij weten daarom in veel gebieden niet hoe effectief het huidige inlaatregiem is en welke maatregelen geschikt zijn om de zoetwatervoorziening te verbeteren. Het modelconcept de €ureyeopener is ontwikkeld om inzichten te bieden in de effectiviteit van de huidige zoetwateraanvoer en effecten van maatregelen. Het model berekent de wateraanvoerbehoefte, zoutgehalten, gewasschades en de kosten en baten van maatregelen. Voor het Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier (HHNK) zijn de toepassingsmogelijkheden van dit modelconcept voor HHNK onderzocht door voor de Anna Paulownapolder een €ureyeopener model te maken. In dit gebied spelen voor HHNK nadrukkelijk beleidsvragen voor het voorzieningenniveau, de effecten van de nieuwe sluis bij IJmuiden, slim water management (efficienter doorspoelen) en de extra zoet watervraag vanuit het Markermeer. Tot voor de modelstudie had HHNK weinig zicht op de effectiviteit van het doorspoelregiem en de consequenties daarvan voor beregening en mogelijk optredende zoutschade. Het opgezette model geeft transparant inzicht in de uitwerking van het doorspoelregiem en de opbrengstderving van gewassen als het zoutgehalte van het polderwater verandert. In deze rapportage worden de stappen en het resulterende model beschreven. Ten opzichte van eerdere modellen is specifiek aandacht besteed aan de modellering van tulpen en de wijze waarop in het model de waterinlaat kan worden geoptimaliseerd. Met het oog op de samenwerking met Deltares en Bakelse Stroom voor het ontwikkelen van regio-specifieke €ureyeopener modellen hebben zij meegewerkt aan een interne werksessie om een conceptversie van het model te beoordelen en verbeterpunten te identificeren. Ook heeft Deltares bijgedragen aan het formuleren van aanbevelingen.

De huidige manier van omgaan met verzilting in Nederland kan in de toekomst steeds vaker problemen opleveren, onder andere voor beregening in zoutgevoelige teelten. Er wordt daarom nu al aan verschillende oplossingen gewerkt. Eén van de mogelijke oplossingen is ontzilting in de vollegronds landbouw, bijvoorbeeld met behulp van de CapDI-technologie. In deze studie is een theoretische inschatting van de mogelijkheden van dit systeem gemaakt en wordt een praktijktest in de tulpenbollenteelt gepresenteerd. Hieruit blijkt dat er zeker potentie is, maar dat de robuustheid van het systeem, de kosten en de regionale effecten en potentie nog meer aandacht verdienen.

In het Deltaprogramma Zoetwater is het lastig gebleken economische analyses te maken voor de programmering van maatregelen en/of de beleidsmatige afweging rond waterbeschikbaarheid. Een van de knelpunten is het gemis aan inzicht in de droogte- en zoutschade in landbouw en natuur. De zoutschade aan landbouwgewassen is nog niet goed in beeld; er zijn veel getallen in omloop, maar de manier waarop deze tot stand zijn gekomen en/of gerapporteerd is niet eenduidig. Daarom is de tussen 1950 en 2015 in Nederland beschikbaar gekomen informatie geanalyseerd. Het resultaat is specificatie van zouttolerantiedrempels voor 35 gewassen en gewasgroepen, gekoppeld aan het zoutgehalte van beregeningswater.

De huidige manier van omgaan met verzilting in Nederland kan in de toekomst steeds vaker problemen opleveren, onder andere voor beregening in zoutgevoelige teelten. Er wordt daarom nu al aan verschillende oplossingen gewerkt. Eén van de mogelijke oplossingen is ontzilting in de vollegronds landbouw, bijvoorbeeld met behulp van de CapDI-technologie. In deze studie is een theoretische inschatting van de mogelijkheden van dit systeem gemaakt en wordt een praktijktest in de tulpenbollenteelt gepresenteerd. Hieruit blijkt dat er zeker potentie is, maar dat de robuustheid van het systeem, de kosten en de regionale effecten en potentie nog meer aandacht verdienen.

Hydrogeological research in coastal areas has gained considerable attention over the last decades due to increasing stresses on fresh groundwater resources. Fundamental groundwater flow and solute transport analyses remain essential for a concise understanding of the governing processes that lead to salinisation of fresh groundwater resources. However, the challenge of modern research is the application and quantification of these processes in real world cases. In this context, deltaic areas are amongst the most difficult study areas as they often have a complex groundwater salinity distribution. The Wadden Sea area in the northern part of the Netherlands is an example of such an area.We quantified salt water intrusion and salinisation of groundwater flow systems in two representative case studies in the Wadden Sea area, using the density dependent groundwater flow and transport code M0CDENS3D. The results indicate that sea-level rise and autonomous processes will cause severe salinisation in the future, especially in the low polder areas close to the sea. In addition, we show that enhanced land subsidence due to salt exploitation accelerates this process. Salinisation can be mitigated to some extent by raising surface water levels in polders and by creating saline groundwater collection areas that maintain a low controlled water level.

Door klimaatverandering, zeespiegelstijging, bodemdaling en veranderingen in het waterbeleid zal verzilting van grond- en oppervlaktewater toenemen. Vormt zilt water een bedreiging of biedt het mogelijkheden voor hoogwaardige natuur? Dit artikel geeft de resultaten weer van een verkennende studie naar de gevoeligheid voor verzilting van natuur in laag-Nederland. Gegevens over zouttolerantie van soorten en levensgemeenschappen blijken schaars. Vaak gaat het om (kwalitatief) deskundigenoordeel. Een robuuste normering voor het water- en natuurbeheer, die rekening houdt met de gevoeligheid van levensgemeenschappen voor verzilting, is wenselijk. Het systeem van zoutgetallen volgens Ellenberg biedt een basis om de gevoeligheid van vegetatietypen voor verzilting te kwantificeren en chloridenormen voor natuurdoeltypen af te leiden

Wereldwijd kampen boeren met oprukkende verzilting. Aanpassing van gewassen en teeltsystemen hieraan is een belangrijke opdracht voor de landbouwwetenschap. Water hergebruiken, planten aan zout laten wennen en nieuwe rassen bieden perspectief. ‘We krijgen steeds meer verzoeken voor onderzoek naar irrigatie met brak water.’

In een OBN studie heeft Alterra onderzoek gedaan naar succesvolle maatregelen en kennisvragen van belang voor het behoud van biodiversiteit in binnendijkse graslanden en moerassen. De volgende primaire standplaatsen (PS) vielen binnen de onderzoeksvraag naar graslanden en moerassen op zeeklei: Brak verlandingsveen (PS025), Binnendijkse zilte kleigronden (PS041), Zoet en brak verlandingsveen (PS026), Eutrofe, matig basenrijke veengronden (PS019), Kalkrijke, of kalkarme vochtig tot natte zeekleigronden (PS042A, PS042C), en kalkrijke, of kalkarme afgesloten strandvlakten en kreekruggen (PS043A, PS043C)

Het veiligstellen van de toekomstige zoetwatervoorziening in de Zuidwestelijke Delta en Rijnmond-Drechtsteden (ZWD-RD) kan op verschillende manieren worden geëffectueerd. Elke maatregel, die hiertoe wordt overwogen, beïnvloedt het chloridegehalte van het polderwater en daarmee de kwaliteit van het beregeningswater voor de landbouw en de ecologische kwaliteit. De huidige zoetwatervoorziening en een reeks maatregelen zijn voor de ZWD-RD gekwantificeerd met behulp van €ureyeopener 2.1, een beleidsondersteunend model dat is ontwikkeld voor beantwoording van vragen over de zoetwatervoorziening door Alterra, Deltares, het LEI en De Bakelse Stroom. €ureyeopener 2.1 is toegespitst op de situatie in de ZWD-RD. Gebruikers kunnen tijdens overleggen met stakeholders (interactief) beoogde maatregelen invoeren; het model berekent dan per omgaande de effecten (waterbehoeften, zoutgehalten regionale wateren, fysieke opbrengstveranderingen landbouw) en ook de directe kosten van de maatregelen. In deze rapportage wordt het model beschreven, en de manier waarop, aan de hand van werksessies met actoren in de regio, de uitkomsten van het model zijn getoetst en het model op onderdelen is verbeterd.

In de binnendijkse zeekleigebieden heeft de mens de strijd met de natuur gewonnen. Hoge dijken beschermen vruchtbare landbouwgebieden tegen de zee. De natuur in de polders verandert, omdat met het zeewater ook het zout en de dynamiek is verdwenen. Binnen de dijken, gaat de landbouw samen met kunstmatige ontwatering, peilbeheersing en bodemdaling. Dit leidt tot problemen bij de realisering van natuurdoelen. In een OBN studie heeft Alterra onderzoek gedaan naar succesvolle maatregelen en kennisvragen van belang voor het behoud van biodiversiteit in binnendijkse graslanden en moerassen. De volgende primaire standplaatsen (PS) vielen binnen de onderzoeksvraag naar graslanden en moerassen op zeeklei: Brak verlandingsveen (PS025), Binnendijkse zilte kleigronden (PS041), Zoet en brak verlandingsveen (PS026), Eutrofe, matig basenrijke veengronden (PS019), Kalkrijke, of kalkarme vochtig tot natte zeekleigronden (PS042A, PS042C), en kalkrijke, of kalkarme afgesloten strandvlakten en kreekruggen (PS043A, PS043C)

Het veiligstellen van de toekomstige zoetwatervoorziening in het Hoogheemraadschap van Rijnland kan in beginsel op verschillende manieren worden geeffectueerd. Elke maatregel die hiertoe wordt overwogen beïnvloedt het chloridegehalte van het polderwater en daarmee de kwaliteit van beregeningswater voor de landbouw en de ecologische kwaliteit. Een aanzienlijke reeks maatregelen is geëvalueerd met behulp van €ureyopener 1.0, een in MS Excel ontwikkeld analyse-instrument, bedoeld voor interactief gebruik. De handelingsruimte die beschikbaar is om anders om te gaan met zoet water zijn geanalyseerd en in beeld gebracht, uitgedrukt in effect op de watervraag, zoutschade aan landbouwgewassen en effecten op de natuur.

Het veiligstellen van de toekomstige zoetwatervoorziening in het Hoogheemraadschap van Rijnland kan in beginsel op verschillende manieren worden geeffectueerd. Elke maatregel die hiertoe wordt overwogen beïnvloedt het chloridegehalte van het polderwater en daarmee de kwaliteit van beregeningswater voor de landbouw en de ecologische kwaliteit. Een aanzienlijke reeks maatregelen is geëvalueerd met behulp van €ureyopener 1.0, een in MS Excel ontwikkeld analyse-instrument, bedoeld voor interactief gebruik. De handelingsruimte die beschikbaar is om anders om te gaan met zoet water zijn geanalyseerd en in beeld gebracht, uitgedrukt in effect op de watervraag, zoutschade aan landbouwgewassen en effecten op de natuur.

In large areas worldwide, both in semi-arid and humid climates, the availability of good quality water for primary production in agriculture or natural vegetations is limited. Whereas soil and groundwater pollution are nowadays general problems, much larger areas have to deal with the hazards of soil and groundwater salinity. For soil types that are susceptible to physical degradation in view of their swelling and shrinking behaviour, also the salinity associated hazard of soil sodicity needs to be anticipated. Sodicity related soil physical degradation may be quite irreversible and is a major candidate for preventive rather than curative measures. The process of salt displacement has received much attention, and spatial variability has been given explicit attention by Dagan and Bresler (1979). Temporal variability of the boundary conditions has been investigated only recently, when both primary and secondary salinity were studied with so-called minimalist ecohydrological modelling (Suweis et al., 2010, Shah et al., 2011, Vervoort and Van der Zee, 2012). This work emphasized the atmospheric forcing of erratic rainfall on water and salt dynamics in the rootzone layer, either envisioned as a Poisson process, or with seasonal periodicity. Taking such erratic rainfall as well as spatial variability of the depth of the groundwater level into account, an impression can be obtained of the importance of different sources of variability. For our parameterization, we find that both spatial and temporal variability were responsible for the variation in root zone salinity, C, but that root zone sodicity, expressed with the Exchangeable Sodium Percentage, ESP, depends predominantly on spatial variability. The difference is understandable from the buffering mechanisms involved with C and ESP.

Het grondgebruik in Nederlandse kustregio’s wordt in toenemende mate geconfronteerd met verzilting. De urgentie en prognose van dit probleem is niet altijd even duidelijk. Er is een toenemende discussie over zoetwaternormering. Uit recent onderzoek van Alterra onder twaalf waterschappen1 blijkt dat deze vaak verschillende ideeën hebben over de waterkwaliteit die nodig is voor een bepaalde vorm van land-gebruik. Het zoutgehalte van het oppervlaktewater dat waterschappen in verziltingsgevoelige gebieden nog acceptabel vinden blijkt sterk regiogebonden. De verscheidenheid waarmee regionale waterbeheerders en gebruikers omgaan met de watervoorziening in relatie tot verzilting is van invloed op de nationale zoetwatervoorziening waarvoor binnen het Delta-programma strategieën worden uitgewerkt. Er is behoefte aan een nadere precisering van de werkelijke urgentie en het handelingsperspectief. Daartoe is €ureyeopener ontwikkeld. Er is veel actuele kennis samengebracht, die werd ontwikkeld met behulp van modellen als NHI, SWAP, Agricom en dergelijke. Deze informatie is aangevuld met expert-kennis, afkomstig uit vooraanstaande kennisinstituten.

In deze deskstudie is geïnventariseerd welke onzekerheden in kennis over het watersysteem, regionale watervoorziening en verzilting een rol gespeeld hebben in het onderhandelingsproces over de verschillende beheersvarianten voor het Volkerak-Zoommeer in de MER procedure. Er is gekeken welke netwerken en actoren kennis of onzekerheden over klimaatverandering, verzilting en regionale watervoorziening ter tafel gebracht hebben en welke definities en indicatoren daarbij gebruikt zijn

In deze deskstudie is geïnventariseerd welke onzekerheden in kennis over het watersysteem, regionale watervoorziening en verzilting een rol gespeeld hebben in het onderhandelingsproces over de verschillende beheersvarianten voor het Volkerak-Zoommeer in de MER procedure. Er is gekeken welke netwerken en actoren kennis of onzekerheden over klimaatverandering, verzilting en regionale watervoorziening ter tafel gebracht hebben en welke definities en indicatoren daarbij gebruikt zijn

Het grondgebruik in Nederlandse kustregio’s wordt in toenemende mate geconfronteerd met verzilting. De urgentie en prognose van dit probleem is niet altijd even duidelijk. Er is een toenemende discussie over zoetwaternormering. Uit recent onderzoek van Alterra onder twaalf waterschappen1 blijkt dat deze vaak verschillende ideeën hebben over de waterkwaliteit die nodig is voor een bepaalde vorm van land-gebruik. Het zoutgehalte van het oppervlaktewater dat waterschappen in verziltingsgevoelige gebieden nog acceptabel vinden blijkt sterk regiogebonden. De verscheidenheid waarmee regionale waterbeheerders en gebruikers omgaan met de watervoorziening in relatie tot verzilting is van invloed op de nationale zoetwatervoorziening waarvoor binnen het Delta-programma strategieën worden uitgewerkt. Er is behoefte aan een nadere precisering van de werkelijke urgentie en het handelingsperspectief. Daartoe is €ureyeopener ontwikkeld. Er is veel actuele kennis samengebracht, die werd ontwikkeld met behulp van modellen als NHI, SWAP, Agricom en dergelijke. Deze informatie is aangevuld met expert-kennis, afkomstig uit vooraanstaande kennisinstituten.