Vasthouden water bij hevige regenval (vermeden afstroom water)
Beschrijving​
Sponswerking in een ecosysteem is het natuurlijke vermogen van het landschap om water op te vangen, vast te houden, te zuiveren en vertraagd weer af te geven. Het fungeert als een buffer in de waterhuishouding: tijdens hevige regenval neemt de bodem water op om overstromingen te voorkomen, en in droge perioden wordt dit opgeslagen water geleidelijk vrijgegeven.
Natte natuurgebieden, veengronden, bossen en gezonde bodems werken als een spons. Ze vertragen de afvoer van regenwater, waardoor het niet direct naar beken en rivieren stroomt.
Een deel van dat water zal verder infiltreren en het grondwater aanvullen. Dit wordt berekend in de dienst infiltratie.
We berekenen hier niet het water dat kan geborgen worden aan de oppervlakte door overstromingen.
Kwalitatieve waardering​
De kwalitatieve score wordt berekend op basis van de potentiële run-off coëfficiënt. Waarbij volledige runoff (runoff coëfficiënt 1) is 0 en volledig vasthouden (runoff coëfficiënt 0) is 10
Kwantitatieve waardering​
We werken voor het berekenen van de vermeden afstroom met de methode voor het berekenen van run-off in Wetspass-model. Hierin zijn run-off coëfficienten (ROC) berekend op basis vegetatietype, hellingspercentage en USDA textuurklasse. De hoeveelheid water die infiltreert wordt ingeschat als 1-ROC.
De vermeden afstroom en het water dat infiltreert berekenen we dan als een gewogen gemiddelde van de (1-ROC) op basis van oppervlaktes verschillende landgebruikstypes vermenigvuldigt met de gemiddelde jaarlijkse regenval in het gebied
Monetaire waardering​
Momenteel is er nog geen monetaire waardering omdat er geen inschattingen per m³ bestaan voor overstrominsgschade.
Uitgangspunten​
- We gebruiken de potentiële run-off coëfficiënt. We houden geen rekening met extra door de mens geïntroduceerde drainage die in een gebied plaatsvindt.
- We hebben de Belgische textuurklassen vertaald naar de Amerikaanse USDA klassen op basis van gemodelleerde massa fracties voor zand, leem en klei (in µm). We normaliseerden de fracties zodat de totale som = 100. Op basis van deze fracties werd een textuur toegekend op basis van de USDA-klassificatie (Soil Science Division Staff, 2017).
Te gebruiken cijfers​
Potentiële runoff coëfficiënt (factor)
| Land gebruik | hellings% | sand | loamy sand | sandy loam | loam | silty loam | silt | sandy clay loam | clay loam | silty clay loam | sandy clay | silty clay | clay |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| forest | <0,5% | 0,03 | 0,07 | 0,1 | 0,13 | 0,17 | 0,2 | 0,23 | 0,27 | 0,3 | 0,33 | 0,37 | 0,4 |
| 0,5-<5% | 0,07 | 0,11 | 0,14 | 0,17 | 0,21 | 0,24 | 0,27 | 0,31 | 0,34 | 0,37 | 0,41 | 0,44 | |
| 5-10% | 0,13 | 0,17 | 0,3 | 0,23 | 0,27 | 0,3 | 0,33 | 0,37 | 0,4 | 0,43 | 0,47 | 0,5 | |
| >10% | 0,25 | 0,29 | 0,32 | 0,35 | 0,39 | 0,42 | 0,45 | 0,49 | 0,52 | 0,55 | 0,59 | 0,62 | |
| grassland | <0,5% | 0,13 | 0,17 | 0,2 | 0,2 | 0,27 | 0,3 | 0,33 | 0,37 | 0,4 | 0,43 | 0,47 | 0,5 |
| 0,5-<5% | 0,17 | 0,21 | 0,24 | 0,27 | 0,31 | 0,34 | 0,37 | 0,41 | 0,44 | 0,47 | 0,51 | 0,54 | |
| 5-10% | 0,23 | 0,27 | 0,3 | 0,33 | 0,37 | 0,4 | 0,43 | 0,47 | 0,5 | 0,53 | 0,57 | 0,6 | |
| >10% | 0,35 | 0,39 | 0,42 | 0,45 | 0,49 | 0,52 | 0,55 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | |
| crop | <0,5% | 0,23 | 0,27 | 0,3 | 0,33 | 0,37 | 0,4 | 0,43 | 0,47 | 0,5 | 0,53 | 0,57 | 0,6 |
| 0,5-<5% | 0,27 | 0,31 | 0,34 | 0,37 | 0,41 | 0,44 | 0,47 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,61 | 0,64 | |
| 5-10% | 0,33 | 0,37 | 0,4 | 0,43 | 0,47 | 0,5 | 0,53 | 0,57 | 0,6 | 0,63 | 0,67 | 0,7 | |
| >10% | 0,45 | 0,49 | 0,52 | 0,55 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | 0,75 | 0,79 | 0,82 | |
| bare soil | <0,5% | 0,33 | 0,37 | 0,4 | 0,43 | 0,47 | 0,5 | 0,53 | 0,57 | 0,6 | 0,63 | 0,67 | 0,7 |
| 0,5-<5% | 0,37 | 0,41 | 0,44 | 0,47 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,61 | 0,64 | 0,67 | 0,71 | 0,74 | |
| 5-10% | 0,43 | 0,47 | 0,5 | 0,53 | 0,57 | 0,6 | 0,63 | 0,67 | 0,7 | 0,73 | 0,77 | 0,8 | |
| >10% | 0,55 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | 0,75 | 0,79 | 0,82 | 0,85 | 0,89 | 0,92 | |
| impervious | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| water | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Vertaling naar een indicator​
Om een idee te geven van hoeveel water wordt vastgehouden in de bodem, berekenen we het aantal badkuipen dat je met dat water zou kunnen vullen. Een badkuip bevat 200 l water.
Een voorbeeld​
Een weiland van 150 ha op een zandleembodem (textuur L) wordt ingericht als 50 ha beukenbos, bloem- en soortenrijk grasland en 50 ha moeras. het gebied heeft een hellingspercentage kleiner dan 5%. Een zandleembodem is "sandy loam' in de USDA klassificering. Stel dat de jaarlijkse gemiddelde regenval gelijk is aan 880mm/jaar
Het weiland houdt 1 056 000 m³ water vast in de bodem. De nieuwe inrichting houdt 1 100 000 m³ water vast, wat een bijkomende vermeden afstroom is van 44 000 m³.
Voor het weiland: ROC= 0,2 1-ROC=0,8 vastgehouden water = (0,8 x 150 ha x10000) x (880 mm/jaar/1000)= 1 056 000 m³/jaar
voor het toekomstig scenario ROC bos: 0,1 1-ROC=0,9 ROC grasland en mooeras: 0,2 1-ROC= 0,8
Vastgehouden water in de bodem= ((0,9 x 50ha x 10000)+(0,8 x 100 ha x10000)) x (880 mm/jaar/1000)= 1 100 000 m³/jaar
Dit is een vermeden afstroom gelijk aan 220 000 badkuipen (44 000 x 1000/200)
Meer gedetailleerde modellen​
In de huidige berekening wordt op jaarlijkse basis berekend hoeveel neerslag gemiddeld wordt vastgehouden op basis van jaarlijkse gemiddelde kengetallen. 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).