Infiltratie en stabiele waterniveaus
Beschrijving​
Infiltreren van regenwater in de bodem is een belangrijke ecosysteemfunctie. Infiltratie zorgt voor voldoende grond- en oppervlaktewater. Het water vindt immers zijn weg naar diepere grondwaterlagen en zorgt er zo voor dat er voldoende drinkwater voorhanden is. Voor een deel komt grondwater terug aan de oppervlakte in kwelzones en zo bijdragen tot een stabiel waterniveau in de waterlopen. De stabilisatie van zowel grond- als oppervlaktewaterniveaus is een ondersteunende dienst voor heel wat andere diensten: watervoorziening, scheepvaart, vermeden schade door droogte, bescherming tegen zout-intrusie enz.
We waarderen deze dienst door de hoeveelheid water die jaarlijks lokaal infiltreert in het ecosysteem in te schatten (m³/ha.jaar).
Kwalitatieve waardering​
We baseren ons hier op de methode die in ECOPLAN is ontwikkeld. De mate waarin water kan infiltreren in de bodem is deels afhankelijk van het fysisch systeem en deels van de bodembedekking en -gebruik. We berekenen op basis van de fysische factoren de potentiële infiltratie. Dan gaan we kijken naar de effecten van de bodembedekking.
De belangrijkse fysische effecten zijn:
- Bodemtextuur: bijv. in een zandbodem zal water veel sneller infiltreren dan in een kleibodem. Voor Vlaanderen werd voor verschillende bodemtextuurklassen de gemiddelde jaarlijkse grondwateraanvulling bepaald in Batelaan, Meyus et al. 2007.
- De diepte van de grondwatertafel: de aanwezigheid van ondiep grondwater beperkt namelijk de infiltratie. Het minimum van deze twee effecten wordt weerhouden als potentiële infiltratie.
Om de actuele infiltratie te berekenen kijken we dan naar de hoeveelheid regenwater die de bodem effectief kan bereiken omwille van de bodembedekking. We houden hier rekening met de effecten van interceptie van water. Als het water dat de bodem kan bereiken kleiner is dan de potentiële infiltratie wordt deze hierdoor beperkt. Indien niet dan is de actuele infiltratie gelijk aan de potentiële infiltratie.
Monetaire waardering​
Als er niet voldoende grondwater aanwezig is en/of het debiet in onze waterlopen laag staat, dan zullen de watergebruikers hun water van elders moeten halen. Om deze ecosysteemdienst te waarderen gebruiken we de prijs die een drinkwatermaatschappij moet betalen om water elders aan te kopen zijnde 0,55 €/m³.
Uitgangspunten​
- Anders dan bij de methode van ECOPLAN houden we geen rekening met verharde oppervlakten die zouden afwateren naar een riolering. We gaan ervan uit dat in landelijke context deze afwateren naar de omliggende gronden.
- We vertrekken van een gemiddelde neerslaghoeveelheid van 450 mm (gemiddelde neerslaghoeveelheid- verdamping vooraleer bodem wordt bereikt)
Te gebruiken cijfers​
Tabel: Score kwalitatieve waardering
| infiltratie in m³/ha | score |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 500 | 2 |
| 1000 | 3 |
| 1500 | 4 |
| 2000 | 5 |
| 2500 | 6 |
| 3000 | 7 |
| 3500 | 8 |
| 4000 | 9 |
| 4250 | 10 |
Tabel: Score kwalitatieve waardering
| bodemtextuur | max. infiltratie m³/ha |
|---|---|
| U | 750 |
| E | 1880 |
| A | 2250 |
| L | 2630 |
| G | 3000 |
| P | 3000 |
| S | 3380 |
| Z | 3750 |
| X | 4500 |
| V | 1500 |
| W | 1500 |
| OB | 0 |
| OT | 0 |
| OE | 0 |
| ON | 0 |
ECOPLAN berekening op basis van Batelaan, Meyus et al. 2007
Te gebruiken formule om de maximale infiltratie omwille van grondwaterstanden te berekenen:
Indien GLG>100: GHG (in cm)x4 +100
Anders: GHG x4 + GLG
De bekomen waarde vermenigvuldigen met 10 om naar m³/ha te zetten. De waarde kan maximaal 4500 m³/ha zijn. Dit is automatisch zo als de GHG > 100
Tabel: Inceptie van bodembedekking
| Bodembedekking | Inceptie (mm) |
|---|---|
| Bloem- en soortenrijke graslanden en ruigten | 100 |
| Berk | 200 |
| Olm | 200 |
| Gewone es | 200 |
| Beuk | 150 |
| Eik | 200 |
| Populier-soorten | 200 |
| Alluviale bossen (els, wilg, ...) | 200 |
| Andere loofbomen/gemengde loofbomen | 200 |
| Douglas spar | 250 |
| Fijnspar | 300 |
| Grove den | 250 |
| Lork | 225 |
| Corsicaanse den | 250 |
| Oostenrijkse den | 250 |
| Zilverspar | 250 |
| Andere naaldbomen/gemengde naaldbomen | 250 |
| Gemengd bos | 225 |
| Heide | 50 |
| Struweel (oa. vogelkers, meidoorn, gaspeldoorn, gagel, duindoorn, ...) | 175 |
| Riet | 250 |
| Andere moerasvegetatie | 100 |
| Slikken en schorren | 100 |
| Stilstaand water | 50 |
| Rivieren | 50 |
| Vlas en hennep | 100 |
| Aardappelen | 100 |
| Suikerbieten | 100 |
| Sierplanten | 100 |
| Courgettes/pompoenen | 100 |
| Kruiden | 100 |
| Groenten lowN | 100 |
| Groenten groep 1 | 100 |
| Groenten groep 2 | 100 |
| Groenten groep 3 | 100 |
| Andere groenten en kruiden | 100 |
| Granen, zaden en peulvruchten | 100 |
| Korrelmaïs | 100 |
| Fruit en Noten | 125 |
| Voedergewassen | 100 |
| Silomaïs | 100 |
| Groenbedekker | 100 |
| Overige gewassen | 100 |
| Laagstamboomgaard | 125 |
| Hoogstamboomgaard | 200 |
| Volkstuinen | 100 |
| Braakliggend terrein of landbouwweg | 25 |
| Weilanden/ tijdelijk grasland | 100 |
| Houtkant, houtwal en overig hoog groen naaldboom | 250 |
| Houtkant, houtwal en overig hoog groenloofboom | 200 |
| Poelen, vijvers en grachten | 50 |
| Bermen en andere elementen van graslanden en ruigten | 100 |
| Overig laaggroen | 100 |
| Bomenrij | 200 |
| Bomenrij lork | 250 |
| Bomenrij fijnspar | 250 |
| Bomenrij grove den | 250 |
| Heggen, struweel, heide | 175 |
| Muurvegetatie | 100 |
| Weinig of niet begroeid land (incl. strand, duinen, ...) | 25 |
| Gebouwen | 9* |
| Serres | 9* |
| Tuinen residentieel | 175 |
| Tuinen overig | 175 |
| Wegen en pleinen | 9* |
| Overig verstedelijkt gebied | 9* |
| Overig hooggroen | 200 |
*Verhard gebied houdt uiteraard geen water vast maar het water kan ook niet infiltreren.
Vertaling naar een indicator​
Om een idee hoeveel water er infiltreert vergelijken we het met het jaarlijkse kraanwaterverbruik van een gemiddeld gezin (2,3 personen) in Vlaanderen. Dit is 73 m³/jaar (VMM Waterboek 2020)
Een voorbeeld​
Een weiland van 150 ha op een zandleembodem (textuur L) wordt ingericht als 50 ha beukenbos, 50 ha bloem- en soortenrijk grasland en 50 ha moeras. Het moeras zal uit ongeveer 25% riet bestaan. Het weiland was relatief droog en heeft een GHG van 102 cm en een GLG van 150 cm. We veronderstellen dat het bos droog blijft met dezelfde grondwaterstanden en dat het soortenrijk grasland iets vernat (GHG van 40 cm en een GLG van 90 cm). Ook het moeras wordt natuurlijk erg nat (GHG 30, GLG 40)
In het algemeen betekent het bos en de vernatting dat er meer water wordt vastgehouden maar naar effectieve infiltratie in de bodem wijzigt er wel wat: Doordat bomen veel water vasthouden zal de potentiële infiltratie in de bodem dalen. Ook door de vernatting zal er minder ruimte zijn om te infiltreren.
Huidig gebied: Maximale infiltratie mogelijk in de bodem = 2630 m³/ha Maximale infiltratie mogelijk omwille van grondwaterstanden: GHG>0: 4500 m³/ha Voor een weiland is de maximale infiltratie: 4500m³/ha- 1000m³/ha (inceptie): 3500m³/ha
In het huidige weiland kan er jaarlijks 394 500 m³ (2630 m³/ha x 150 ha) regenwaterinfiltreren.
Toekomstig gebied
Bos: Maximale infiltratie mogelijk in de bodem = 2630 m³/ha Maximale infiltratie mogelijk omwille van grondwaterstanden: GHG>0: 4500 m³/ha beuk: 4500-1500 m³/ha= 3000 m³/ha Beperkende factor: infiltratiecapaciteit bodem
Grasland Maximale infiltratie mogelijk in de bodem = 2630 m³/ha Maximale infiltratie mogelijk omwille van grondwaterstanden: GHG x4 + GLG= 40x4 +90=250=> 2500m³/ha bloemenrijk grasland: 4500-1000 m³/ha= 3500 m³/ha beperkende factor: verzadigde zone in bodem
Rietland Maximale infiltratie mogelijk in de bodem = 2630 m³/ha Maximale infiltratie mogelijk omwille van grondwaterstanden: GHG x4 + GLG= 30x4 +40=160=> 1600m³/ha Riet: 4500-2500 m³/ha= 2000 m³/ha
Moeras Maximale infiltratie mogelijk in de bodem = 2630 m³/ha Maximale infiltratie mogelijk omwille van grondwaterstanden: GHG x4 + GLG= 30x4 +40=160=> 1600m³/ha Andere moerasvegetatie: 4500-1000 m³/ha= 3500 m³/ha
In het toekomstig gebied kan er jaarlijks 224 000 m³ regenwater infiltreren (2630 m³ x 50 (bos) + 2500 x 50 (grasland)+1600 x 50 (moeras))
Dit is 170 500 m³ per jaar minder.
Dit kost de maatschappij jaarlijks 93 775€ (170 500 m³/jaar x 0.55 €/m³)
Het water dat niet naar diepere grondtafels kan infiltreren is gelijk aan het gemiddelde jaarlijkse kraanwaterwatergebruik van 398 huishoudens.
Meer gedetailleerde modellen​
Het water dat in de bodem en naar het grondwater infiltreert wordt bepaald op basis van de totale waterbalans. In de huidige berekening wordt op jaarlijkse basis berekend hoeveel neerslag gemiddeld infiltreert op basis van jaarlijkse gemiddelde kengetallen voor bodemtextuur, landgebruik en gemiddelde grondwaterstand. Gedetailleerde hydrologische modellen zijn echter beschikbaar bij VITO om op een hogere ruimtelijke en temporele resolutie de waterbalans te berekenen rekening houdende met de verschillende componenten van de waterbalans. Deze modellen laten toe om rekening te houden met lokale hydrologische processen zoals runoff, infiltratie en grondwaterstroming, waarbij het dynamische karakter een belangrijke rol speelt, hetgeen resulteert in nauwkeurigere berekeningen en scenarioanalyses. Het opzetten van dergelijke hydrologische modellen vergt een zekere tijd en budget. Voor meer info, contacteer VITO (jef.dams@vito.be).