Geohydrologisch onderzoek peilopzet Waalenburg

Transcriptie

1 peilopzet Waalenburg Provincie Noord-Holland 27 februari 2015 Definitief rapport BD A company of Royal HaskoningDHV

2

3 HASKONINGDHV NEDERLAND B.V. RIVERS, DELTAS & COASTS Entrada 301 Postbus GE Amsterdam Telefoon Internet Amersfoort KvK Documenttitel peilopzet Waalenburg Verkorte documenttitel Status Definitief rapport Datum 27 februari 2015 Projectnaam Watergebiedsplan natuurontwikkeling Texel Projectnummer BD Opdrachtgever Provincie Noord-Holland de heer A. Heesterbeek, mevr. N Koppert Referentie Auteur(s) Collegiale toets Jasper Jansen Carola Hesp Datum/paraaf Vrijgegeven door Frans Jorna Datum/paraaf

4

5 INHOUDSOPGAVE 1 INLEIDING Algemeen Doel van het grondwatermodel 1 2 OPZET VAN HET GRONDWATERMODEL Modelgebied en modelgrid Laagopbouw Maaiveldhoogte Oppervlaktewater en drainage Zoet/zout Ondiepe weerstand in de bodem Grondwateraanvulling Berging 9 3 RESULTATEN HUIDIGE SITUATIE ( ) Uitgevoerde berekeningen Validatie aan metingen Berekende grondwaterstand huidige situatie Validatie veldwaarnemingen 16 4 SCENARIO PEILOPZET + RANDSLOOT Scenariobeschrijving peilopzet en randsloot Grondwater effecten bij peilopzet en randsloot Gevoeligheidsanalyse bodemparameters deklaag Effect van peilopzet op grondwaterstroming in ondergrond Effect van peilopzet op voedselrijkheid van de bodem Effect van peilopzet op waterkering in en rond Waalenburg Maatregelen ter compensatie van de te verwachten effecten Eerste stap peilopzet Monitoring 36 5 CONCLUSIES / SAMENVATTING 38 Blz. Bijlagen 1 - Figuren huidige situatie en toekomstige situatie met peilopzet 2 - Fosfaatonderzoek 3 - Berekening effectiviteit maatregelen 4 - Voorstel te nemen maatregelen 5 Figuren eerste fase peilopzet Definitief rapport 27 februari 2015

6

7 1 INLEIDING 1.1 Algemeen Vanaf het Masterplan Texel (W&B, 2000), gericht op het opstellen van een strategie voor het waterbeheer op Texel, zijn er diverse hydrologische studies op Texel uitgevoerd met als doel om inzicht in het functioneren van het watersysteem te verkrijgen. Vervolgens is uitvoering gegeven aan het masterplan Texel waardoor gefocust is op diverse deelgebieden op Texel. Voor polder Waal en Burg bleek dat natuur vrij versnipperd was. Door het verbinden van de gebieden en het opzetten van het peil zou natte natuur in het gebied Waalenburg zich verder kunnen ontwikkelen. Een landschapsecologische systeemanalyse (DLG, 2011) heeft inzicht gegeven in de abiotiek, biotiek en cultuurhistorie om een inschatting te kunnen maken voor de gewenste natuurfuncties/doelen. Vervolgens is een watersysteemanalyse uitgevoerd (N&S, 2012) naar het hydrologisch functioneren en om de waterhuishoudkundige voorzieningen te bepalen. Inmiddels is ook behoefte aan het in beeld brengen van de geohydrologische effecten van de voorgestelde aanpassingen van het watersysteem in natuurontwikkelingsgebied Waalenburg. Daarbij gaat het om de veranderingen van het grondwaterregime in de polder zelf en om de uitstralingseffecten naar de omgeving. Deze rapportage beschrijft de opzet en de resultaten van het grondwatermodel voor de natuurontwikkeling Waalenburg. 1.2 Doel van het grondwatermodel Het grondwatermodel is opgezet met als doel het effect van peilaanpassing (verhoging) en eventuele mitigerende maatregelen in en rond Waalenburg tijdsafhankelijk te berekenen. Daarbij moet met het model de volgende zaken bepaald kunnen worden: Effecten op de grondwaterstand, zowel in de zomer als in de winter. Effecten op kwel en wegzijging. Indicatie van verandering zoute/brakke kwel. Definitief rapport februari 2015

8 2 OPZET VAN HET GRONDWATERMODEL 2.1 Modelgebied en modelgrid Het grondwatermodel omvat geheel Texel, inclusief een buffer van 3 tot 5 km. In het aandachtsgebied is de maximale knooppuntsafstand 15 meter. Dit neemt naar de randen stapsgewijs toe tot 200 meter op de modelrand. In figuur 2.1 wordt het modelgrid weergegeven. Figuur 2.1 Modelgrid grondwatermodel Waalenburg. Gehele model (links) en detail Waalenburg (rechts) 2.2 Laagopbouw De laagopbouw voor het grondwatermodel is gebaseerd op Regis 2.1. Alle relevante lagen uit Regis 2.1 zijn als modellaag opgenomen in het grondwatermodel. In figuur 2.2 en 2.3 worden een W-O en N-Z doorsnede uit Regis 2.1 weergegeven. In figuur 2.4 wordt een W-O doorsnede uit het grondwatermodel weergegeven waarin de Regis 2.1 lagen zijn verwerkt. 27 februari Definitief rapport

9 Waalenburg Figuur 2.2 N-Z doorsnede Regis 2.1 Waalenburg Figuur 2.3 W-O doorsnede Regis 2.1 Definitief rapport februari 2015

10 Waalenburg Figuur 2.4 W-O doorsnede grondwatermodel (NB hier zijn juist de watervoerende lagen ingekleurd. Bij de Regis 2.1 doorsnedes zijn de waterremmende lagen ingekleurd). 2.3 Maaiveldhoogte De maaiveldhoogte is overgenomen uit het AHN2 bestand. Dit is een zeer gedetailleerd bestand dat op 5x5 meter de hoogte weergeeft. In figuur 2.5 wordt het AHN2 voor Texel weergegeven. Polder Waalenburg is duidelijk te zien als een relatief laaggelegen gebied. In figuur 2.6 wordt de hoogte voor Waalenburg in detail weergegeven. Figuur 2.5 Hoogteligging Texel 27 februari Definitief rapport

11 Figuur 2.6 Detail hoogteligging Waalenburg 2.4 Oppervlaktewater en drainage Alle bekende watergangen en perceelsloten zijn als lijnelement in het modelgrid opgenomen. Daardoor kan per (deel van een) waterloop een peil (drainage en/of infiltratieniveau), een breedte, een drainageweerstand en een infiltratieweerstand worden opgegeven. De opbolling van de grondwaterstand tussen waterlopen wordt op deze manier ook door het model berekend. De peilen en breedtes van de waterlopen zijn voor zover beschikbaar overgenomen uit de leggerbestanden van HHNK. Voor waterlopen waarvoor geen peil beschikbaar is in de legger is uitgegaan van het peil uit de peilvakkenkaart van HHNK. Kaarten met de zomer en winterpeilen zijn opgenomen in bijlage 1. Deze peilen gelden in principe voor de hoofdwatergangen. De kleinere watergangen/slootjes in het gebied worden op peil gehouden met behulp van stuwtjes. De instelling van deze stuwen is niet exact bekend bij het waterschap, maar in de zomer worden deze gebruikt om het peil op te zetten met ongeveer 10 tot 20 cm per stuwtje. In de legger van het waterschap zijn voor veel van deze waterlopen wel de bodemhoogte en bodembreedte opgenomen. Deze gegevens zijn ook gebruikt in het grondwatermodel (het in het model berekende oppervlaktewaterpeil mag in ieder geval niet lager liggen dan de bodemhoogte van de waterlopen). De peilen in de secundaire en tertiaire waterlopen zijn in het grondwatermodel respectievelijk 10 en 20 cm hoger gekozen dan het peil van de primaire waterlopen. Het peil in de Mosselsloot (de noord-zuid hoofdwatergang in het oosten van het projectgebied) wordt in tegenstelling tot de peilenkaarten op het lage niveau gehouden van NAP -1,40/NAP-1,55 m (zp/wp). In het centrale deel van Waalenburg ligt het Blok. In dit gebiedje wordt al sinds de jaren 70 water opgepompt. Het waterpeil is in de winter NAP-0,40 m (zie figuur 2.7). Definitief rapport februari 2015

12 De peilen en bodemhoogtes van de waterlopen langs de zuidoost, zuid en zuidwestrand van Waalenburg zijn in november 2014 ingemeten. Daarbij bleek dat in ieder geval in de wintersituatie de peilen in deze gebieden lokaal afwijken van de peilen op de peilenkaart. Deze afwijkende peilen zijn in het model voor de wintersituatie opgenomen. In bijlage 1 figuur 0B wordt per deelgebied een overzicht gegeven van de gemeten peilen en de peilen zoals die op de peilenkaarten zijn opgenomen. In figuur 2.7 zijn de gemiddelde oppervlaktewaterpeilen weergegeven zoals ze zijn opgenomen in het grondwatermodel. Figuur 2.7 Gemiddelde oppervlaktewaterpeilen n het grondwatermodel (in meter t.o.v. NAP) Voor alle agrarische percelen is aangenomen dat er drainage zit op een niveau tussen zomer- en winterpeil. In het model zijn de drains op een niveau van 10 cm boven winterpeil gezet. 2.5 Zoet/zout In het grondwatermodel wordt rekening gehouden met dichtheidsverschillen als gevolg van zout en brak grondwater. Per modellaag is de dichtheidsverdeling opgegeven. Tijdens de berekeningen ligt deze verdeling vast. De verplaatsing van zout en brak grondwater in de tijd wordt dus niet berekend. De dichtheidsverdeling is in eerste instantie overgenomen uit de informatie in Regis. Daarin is de diepteligging van het 1000 mg/l (chloride) grensvlak opgenomen (bepaald aan de hand van metingen). Regis geeft echter niet aan hoe de dichtheid ander het 27 februari Definitief rapport

13 1000 mg/l grensvlak verandert in de diepte. Om het verloop van de dichtheid in de verticaal te verfijnen is gebruik gemaakt van de informatie uit het GGOT model. Met dit model is o.a. de dichtheidsverdeling berekend. Omdat dit model een andere laagopbouw heeft (vaste laagdiktes i.p.v. het verloop van lagen in de ondergrond op basis van Regis 2.1) zijn de resultaten niet 1 op 1 te gebruiken. Daarom is de informatie uit dit model alleen gebruikt om de informatie uit Regis aan te vullen. In figuur 2.8 wordt de diepteligging van het 1000 mg/l (chloride) grensvlak weergegeven (volgens Regis 2.1). Hier is duidelijk te zien dat dit grensvlak onder de duinen en onder de Hoge Berg relatief diep ligt. Hier bevinden zich zoetwaterbellen. Bij Waalenburg ligt het grensvlak juist zeer ondiep. Doordat het grensvlak is bepaald op basis van metingen die aan elkaar geïnterpoleerd zijn worden scherpe overgangen in de diepteligging uitgesmeerd over een grotere afstand. Bij grote veranderingen in maaiveldhoogte en/of bij grote verschillen in gehanteerde oppervlaktewaterpeilen zorgt dit lokaal voor verschillen met het (vermoedelijke) werkelijke verloop van de diepteligging van het grensvlak. Bij de bepaling van de mate van brakke of zoute kwel in deze gebieden moet hier rekening mee worden gehouden. Figuur 2.8 Diepteligging grensvlak 1000 mg/l (chloride) in m ten opzichte van maaiveld Definitief rapport februari 2015

14 2.6 Ondiepe weerstand in de bodem De weerstand in de bovenste modellaag is bepaald door het voorkomen van klei, leem en veen. Uit de boringen blijkt een zeer afwisselend beeld van het al dan niet voorkomen van deze weerstandbiedende lagen. Omdat dit niet in detail in Regis 2.1 is opgenomen is de weerstand in het model bepaald aan de hand van de bodemkaart (1:50000) en verder verfijnd aan de hand van een kaart met het voorkomen van spier 1 in de ondergrond (figuur 2.9). Figuur 2.9 Diepteligging van spier in de ondiepe ondergrond 2.7 Grondwateraanvulling De grondwateraanvulling is bepaald met het programma Fluzo. Dit programma bepaalt de grondwateraanvulling op basis van de gemeten neerslag en potentiele verdamping, het landgebruik, het bodemtype en de diepte van de grondwaterstand. 1 In het gebied komt in de bodem Spier voor. Dit is een zwak siltige klei met een blauwgrijze kleur die in de kustvlakte voorkomt. 27 februari Definitief rapport

15 2.8 Berging De bergingscoëfficiënt 2 voor modellagen 2 t/m 11 is op 0,0001 gezet. Voor de freatische laag wordt de berging elke tijdstap berekend op basis van het bodemtype en de diepte van de grondwaterstand. Bij grondwaterstanden boven maaiveld wordt de bergingscoefficiënt op 1 gezet. 3 RESULTATEN HUIDIGE SITUATIE ( ) 3.1 Uitgevoerde berekeningen Het grondwatermodel is stationair en tijdsafhankelijk doorgerekend. Bij de stationaire berekening is de gemiddelde grondwateraanvulling over de periode gebruikt. Het oppervlaktewaterpeil is het gemiddelde tussen het zomer- en het winterpeil. Bij de tijdsafhankelijke berekening is de periode doorgerekend. Hierbij is de grondwateraanvulling per tijdstap (5 dagen) bepaald. De oppervlaktewaterpeilen variëren tussen zomer en winterpeil. Over de periode is de GHG, GVG en de GLG bepaald. 3.2 Validatie aan metingen Voor de controle van de berekende grondwaterstanden en stijghoogte is gebruik gemaakt van de beschikbare meetgegevens in en rond het gebied. Deze meetgegevens zijn opgevraagd uit Dinoloket en bij Natuurmonumenten. Inmiddels zijn ook nieuwe peilbuizen geplaatst om de grondwaterstand en stijghoogte te monitoren. Zie hiervoor paragraaf 4.8 en bijlage 4. In en rond het aandachtsgebied komt de gemeten en berekende grondwaterstand redelijk goed overeen. In figuur 3.1 wordt het verschil tussen gemeten en berekende grondwaterstand weergegeven. Binnen Waalenburg wordt de grondwaterstand afwisselend wat te laag en wat te hoog berekend, maar de afwijkingen zijn relatief klein. Aan de noord en oostkant van Waalenburg wordt de grondwaterstand ongeveer 20 cm (oostrand) tot 35 cm (noordrand) te hoog berekend. Dit komt waarschijnlijk doordat het oppervlaktewater in de kleinere sloten lokaal iets minder gestuwd wordt dan nu is aangenomen in het grondwatermodel. 2 Een coëfficiënt om aan te geven hoeveel water in verzadigde ondergrond kan worden geborgen. Definitief rapport februari 2015

16 Figuur 3.1 Verschil tussen gemiddeld berekende en gemeten grondwaterstand in modellaag 1, 2 en 3 (berekend min gemeten, dus negatieve waardes geven aan dat de grondwaterstand te laag wordt berekend). De achtergrond geeft de berekende gemiddelde grondwaterstand ten opzichte van maaiveld weer 27 februari Definitief rapport

17 3.3 Berekende grondwaterstand huidige situatie In onderstaande figuren 3.2 en 3.3 wordt de berekende grondwaterstand ten opzichte van maaiveld weergegeven voor de gemiddelde zomer en de gemiddelde wintersituatie. Figuur 3.2 Berekende grondwaterstand ten opzichte van maaiveld wintersituatie. Definitief rapport februari 2015

18 In bijlage 1 worden in de figuren 1A t/m 1F de berekende grondwaterstanden en kwel/infiltratie situatie in de huidige situatie weergegeven. Figuur 3.3 Berekende grondwaterstand ten opzichte van maaiveld zomersituatie 27 februari Definitief rapport

19 Figuur 3.4 geeft de berekende kwel en wegzijging weer in mm/d. Het grootschalige patroon komt redelijk overeen met de in de GGOT studie berekende kwel en wegzijging. Lokaal is een gevarieerder beeld te zien met meer detail. Binnen Waalenburg bepaald de aanname van het al dan niet aanwezig zijn van drainage sterk of er kwel of juist wegzijging wordt berekend. Ter plaatste van drainage (in het model) wordt vlakdekkend kwel berekend. Op plekken waar geen (werkende) drainage is aangenomen wordt op de percelen juist wegzijging berekend. De kwel komt daar alleen in de sloten terecht (als er sprake is van kwel). Definitief rapport februari 2015

20 Figuur 3.4 Berekende kwel en wegzijging - jaargemiddelde Het beeld van kwel en wegzijging varieert gedurende het jaar. Figuur 3.5 laat de kwel en wegzijging zien voor de winterperiode en voor de zomerperiode. 27 februari Definitief rapport

21 Figuur 3.5 Berekende kwel en wegzijging winterperiode (links) en zomerperiode (rechts) In figuur 3.6 is een doorsnede weergegeven (N-Z) over het gebied. Hierin is de grondwaterstand en de stijghoogte weergegeven samen met het oppervlaktewaterpeil (achtergrond is de laagopbouw voor de eerste drie modellagen). Hierin is duidelijk te zien dat ter plaatse van Waalenburg over het algemeen sprake is van een kwelsituatie. De stijghoogte is hier hoger dan de grondwaterstand. Ook is te zien dat de grondwaterstand tussen de sloten (beperkt) opbolt. De beperkte opbolling wordt veroorzaakt door de in het model aangenomen drainage. Buiten Waalenburg is langs de randen juist sprake van wegzijging. Het oppervlaktewaterpeil en de grondwaterstand zijn hier hoger dan de stijghoogte. Waalenbur Figuur 3.6 Profiel met berekende grondwaterstand (blauwe lijn), stijghoogte (rode lijn) en gemiddeld peil oppervlaktewater (gestippelde zwarte lijn). Gekleurde achtergrond geeft de bovenste drie modellagen weer Definitief rapport februari 2015

22 3.4 Validatie veldwaarnemingen Tijdens het veldbezoek is o.a. de EC van het oppervlaktewater op een aantal locaties gemeten. Hiermee kan bepaald worden hoe zout het water is. Daarnaast is gebruik gemaakt van veldmetingen van Natuurmonumenten en van metingen bij de nieuw geplaatste peilbuizen. Deze metingen komen goed overeen met de modelresultaten (figuur 3.7). Op de locaties waar een hoge EC wordt gemeten wordt met het grondwatermodel sterke kwel berekend en het zoute/brakke grondwater zit hier volgens het model ook ondiep. De berekende kwelintensiteit komt goed overeen met de gemeten zoutheid van het water. Daarnaast is te zien dat het meest brakke/zoute water vooral in de sloten omhoog kwelt. Midden op de percelen is de EC lager dan in de naastliggende sloten. 27 februari Definitief rapport

23 Figuur 3.7 Berekende gemiddelde kwel en EC metingen (door Natuurmonumenten in augustus/september 2014, tijdens veldbezoek juli 2014 en bij de nieuw geplaatste peilbuizen september 2014) Definitief rapport februari 2015

24 4 SCENARIO PEILOPZET + RANDSLOOT 4.1 Scenariobeschrijving peilopzet en randsloot Bij het scenario peilopzet + randsloot wordt het peil in Waalenburg binnen de nieuwe randsloot opgezet. In onderstaande figuur 4.1 worden de huidige winterpeilen en de winterpeilen bij het scenario weergegeven zoals deze waren opgenomen in de LESA studie. Inmiddels is het plan voor de peilopzet en de ligging van de randsloot verder uitgewerkt. Binnen het gebied van de peilopzet wordt het maximale peil NAP-0,5 m. Dit maximale peil wordt waarschijnlijk maar gedurende een korte tijd van het jaar bereikt. De (maximale) peilopzet wordt gefaseerd bereikt met stapjes van enkele tientallen centimeters per jaar. Gedurende de zomer mag het peil op natuurlijke wijze uitzakken. Figuur 4.1 Oppervlaktewaterpeilen in de winter huidig (links) en bij scenario (rechts), volgens eerdere studie Water wordt rond het gebied geleid via een randsloot. De randsloot heeft een peil van NAP-1,6 /-1,4 m. Er is een breedte aangehouden van 5 meter bij het begin van de randsloot oplopend tot 10 meter ter plaatse van de noordrand van Waalenburg. Figuur 4.2 geeft de verandering van het gemiddelde oppervlaktewaterpeil weer ten opzichte van het peil in de legger. Deze verhoging geldt voor de hoofdwaterlopen. In de secundaire en tertiaire waterlopen is de verhoging van het peil minder groot omdat deze in de huidige situatie al worden opgezet met behulp van stuwtjes. In figuur 4.3 wordt weergegeven hoe dit doorwerkt in de werkelijke verhoging van het gemiddelde oppervlaktewaterpeil in de waterlopen zelf. In het scenario is er binnen het gebied van de peilopzet alleen een bovengrens gehanteerd van NAP-0,5 m. Als het water hoger komt dan wordt het in het model afgevoerd. In de zomer kan het (grond)water vrij uitzakken. Er is dan dus geen vast peil waarop wordt afgewaterd (de stuw zakt in het model niet lager dan NAP-0,7 m). Het (grond)water kan dan alleen weg door verdamping en/of door wegzijging. De berekende grondwaterstanden en de kwel/infiltratiesituatie bij peilopzet in de verschillende seizoenen staan weergegeven in bijlage 1, figuren 2A t/m 2F. 27 februari Definitief rapport

25 Figuur 4.2 Verandering van het gemiddelde oppervlaktewaterpeil door de peilopzet (in meter), vlakdekkend ten opzichte van de legger. De paarse lijn geeft de ligging van de nieuwe randsloot weer. Hierbij is uitgegaan van het maximale peil bij peilopzet van NAP-0,5 m en het gemiddelde huidige peil (dus het gemiddelde van zomer- en winterpeil). Figuur 4.3 Verandering van het gemiddelde oppervlaktewaterpeil door de peilopzet (in meter) in de waterlopen. Hierbij is uitgegaan van het maximale peil bij peilopzet van NAP-0,5 m en het gemiddelde huidige peil (dus het gemiddelde van zomer- en winterpeil). Definitief rapport februari 2015

26 4.2 Grondwater effecten bij peilopzet en randsloot In figuur 4.4 en 4.5 wordt de berekende verandering van de GHG (wintersituatie) en de GLG (zomersituatie) weergegeven. Binnen het natuurgebied waar het peil wordt opgezet is duidelijk vernatting te zien die grotendeels gelijk is aan de mate van peilopzet. De (maximale) peilopzet zorgt ook voor een verhoging van de grondwaterstand in een zone rondom Waalenburg. In de wintersituatie treedt aan de (zuid)oost rand van Waalenburg een verhoging van de grondwaterstand op in een zone van maximaal 400 meter. Langs de oostrand van de Mosselsloot is de verhoging het grootst, ongeveer 5 tot 40 cm. Aan de westrand van Waalenburg zijn zeer lokale verhogingen van de grondwaterstand te zien. In de zomersituatie wordt in ongeveer dezelfde zone buiten Waalenburg een verhoging van de grondwaterstand berekend. De verhoging is dan minder groot, maximaal 10 tot 20 cm ten oosten van de Mosselsloot. Langs de westrand van Waalenburg is de zone waar in de zomer een verhoging van de grondwaterstand wordt berekend groter dan in de wintersituatie (maximaal 250 meter vanaf de grens van Waalenburg). De verhoging van de grondwaterstand is hier beperkt tot 5 a 10 cm. De randsloot heeft in de winter- en de zomerperiode juist een drainerend effect en zorgt lokaal voor verlaging van de grondwaterstand. Deze verlaging heeft een beperkte uitstraling tot op circa 25 meter van de watergang. In bijlage 1 tonen de figuren 3A t/m 3F de veranderingen in de grondwaterstand en in de kwel/infiltratie van de huidige situatie en de situatie met peilopzet. De daadwerkelijke (maximale) peilopzet wordt gefaseerd bereikt met stapjes van enkele tientallen centimeters per keer. Resultaten van de eerste stap van de peilopzet staan weergegeven in paragraaf februari Definitief rapport

27 Figuur 4.4 Berekende verandering van de GHG (grondwaterstand in de wintersituatie) (in meter) Definitief rapport februari 2015

28 Figuur 4.5 Berekende verandering van de GLG (grondwaterstand in de zomersituatie) (in meter) In figuur 4.6 wordt de verandering van de gemiddelde kwel en wegzijgingsflux weergegeven. Binnen Waalenburg wordt de kwel voor een groot deel weggedrukt als gevolg van de peilopzet. 27 februari Definitief rapport

29 Ter plaatse van de randsloot neemt de kwel sterk toe. Rondom Waalenburg is de berekende verandering vooral een vermindering van de wegzijging, maar lokaal wordt ook een toename van kwel of een omslag van wegzijging naar kwel berekend. In figuur 4.7 wordt de verandering van de kwel in de winter en in de zomersituatie weergegeven. Hierbij is alleen gekeken naar kwel en niet naar wegzijging. Overal waar een toename van de kwel te zien is wordt dus ook inderdaad kwel berekend. Op de plekken buiten Waalenburg waar de kwel toeneemt, kan brakke of zoute kwel optreden. Definitief rapport februari 2015

30 Figuur 4.6 Berekende verandering van de kwel en wegzijgingsflux in mm/d 27 februari Definitief rapport

31 Figuur 4.7 Toename van kwel in de winterperiode (links) en de zomerperiode (rechts) 4.3 Gevoeligheidsanalyse bodemparameters deklaag De bodem in Waalenburg is zeer gevarieerd van opbouw (zie paragraaf 2.6). Er is veel kleinschalige afwisseling van zandige, lemige en kleiige gronden. De weerstand in de bovenste modellagen wordt bepaald door het voorkomen van klei, leem, veen en zand gebaseerd op de bodemkaart en de aanwezigheid van spier in de bodem. Vanwege de grilligheid van de bodemopbouw in het gebied is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd bij de bovenste modellagen. Het scenario met peilopzet is eveneens berekend met een hogere doorlatendheid van de bovenste modellagen (tot 10 m/d). De twee verschillende berekeningsresultaten zijn in figuur 4.8 in beeld gebracht. Definitief rapport februari 2015

32 Figuur 4.8 Berekende gemiddelde grondwaterstand in de huidige situatie voor twee situaties. Rechts op basis van hogere doorlatendheid deklaag. Links met gehanteerde doorlatendheid op basis van bodemkaart en aanwezigheid spier (basismodel). In figuur 4.8 zijn de grondwaterstanden in het gebiedje met peilopzet van Natuurmomenten (Het Blok, midden in Waalenburg) circa 20 à 40 cm lager bij een hogere doorlatendheid van de bodem. Deze berekende grondwaterstanden liggen daarmee lager dan de gemeten grondwaterstanden. Wordt een vergelijking gemaakt in de toekomstige situatie bij peilopzet (figuur 4.9) dan laten de resultaten zien dat de randsloot bij een hogere doorlatendheid van de bovenste modellagen een verlaging van 0,1 tot 0,2 m aan de noordwestelijke en zuidelijke buitenzijde van het plangebied tot gevolg heeft. De tijdsafhankelijke berekening (met hogere doorlatendheid) laten zien dat de gemiddelde voorjaarsgrondwaterstand vergelijkbaar is met de resultaten in de gemiddelde situatie (zie figuur 4.9 rechts). In de zomersituatie (in GLG-situatie) treden de verlagingen alleen op direct langs de randsloot. De grondwaterstanden zakken niet substantieel verder uit dan in de GLG-situatie met de gehanteerde bodemparameters op basis van de bodemkaart en aanwezigheid spier (figuren niet opgenomen in deze rapportage). 27 februari Definitief rapport

33 Figuur 4.9 Verandering gemiddelde grondwaterstand met peilopzet. Rechts op basis van hogere doorlatendheid deklaag. Links met gehanteerde doorlatendheid op basis van bodemkaart en spier (basismodel) Gezien de resultaten is de verwachting dat de verhoogde doorlatendheid van de bodem in het in het centrale deel (Het Blok) van het gebied niet zullen voorkomen, omdat dit niet overeenkomt met de berekende grondwaterstanden aldaar. Bij een wat meer zandige ondergrond (in de noordwestelijke hoek) is de doorlatendheid van de ondergrond mogelijk wel hoger. Dit zou betekenen dat mogelijk hier rond de randsloot verlagingen optreden. 4.4 Effect van peilopzet op grondwaterstroming in ondergrond Door de (maximale) peilopzet in het lage gebied Waalenburg treden veranderingen op in de grondwaterstroming naar het gebied, maar ook naar de omgeving waar als gevolg van de peilopzet veranderingen in de grondwaterstand zijn bepaald. In de huidige situatie zijn onvoldoende meetreeksen van het chloride gehalte in het grond- en het oppervlaktewater bekend om een goed beeld te krijgen van zoute kwelinvloeden. Op basis van eenmalige EC metingen is een beeld verkregen van deze zoute kwelinvloeden. In de huidige situatie komen de veldwaarnemingen goed overeen met de modelresultaten (zie paragraaf 3.4). Om een beeld te krijgen wat de veranderingen zijn op de kwelstromen in de ondergrond zijn de verblijftijden (de reistijden van het infiltrerend grondwater vanuit hogere delen of vanuit zee) zowel in de huidige situatie als in de situatie met peilopzet bepaald. Figuur 4.10 laat de verblijftijd zien van het opkwellend grondwater in en rond het gebied Waalenburg in de huidige situatie waarbij onderscheid wordt gemaakt van kwelwater met een korte verblijftijd en een lange verblijftijd in de ondergrond. Bij een lange verblijftijd, komen de kwelstromen vanuit diepere lagen en is daarmee brak tot zout. Definitief rapport februari 2015

34 Figuur 4.10 Verblijftijden van het opkwellende grondwater in de huidige situatie. Grijze en donkerblauwe gebieden geven aan dat er geen of zeer weinig kwel is. Lichtblauwe en groene gebieden geven aan dat het opkwellende water een relatief korte verblijftijd heeft en dus bij een lokaal (zoet) kwelsysteem hoort. Bij de oranje gebieden is het opkwellende water meer dan 100 jaar onderweg en bij de rode gebieden meer dan 1000 jaar. Dit hoort bij het meer regionale kwelsysteem dat grotendeels brak/zout is. In de situatie met (maximale) peilopzet is in figuur 4.11 een verandering van de verblijftijden te zien. In het gebied Waalenburg zijn de verblijftijden overwegend relatief kort. Alleen in het centrale deel ten zuidwesten van de Oosterkolk zijn de verblijftijden lang. Aan de randen van het gebied treden lokaal in de zuidoostelijke hoek veranderingen in verblijftijden op. De verblijftijden nemen hier toe en als gevolg hiervan treedt lokaal meer brakke kwel op. Deze brakke kwel zal overwegend worden afgevangen in de watergangen en in de aanwezige drainage en treedt hier niet op aan maaiveld. 27 februari Definitief rapport

35 Figuur 4.11 Verblijftijden van het opkwellende grondwater bij scenario peilopzet. Grijze en donkerblauwe gebieden geven aan dat er geen of zeer weinig kwel is. Lichtblauwe en groene gebieden geven aan dat het opkwellende water een relatief korte verblijftijd heeft en dus bij een lokaal (zoet) kwelsysteem hoort. Bij de oranje gebieden is het opkwellende water meer dan 100 jaar onderweg en bij de rode gebieden meer dan 1000 jaar. Dit hoort bij het meer regionale kwelsysteem dat grotendeels brak/zout is. Een dwarsdoorsnede in figuur 4.12 en 4.13 geeft in de huidige situatie en in de situatie met peilopzet de grondwaterstroming door de ondergrond weer. De diepte van de stroombanen toont de herkomst van het opkwellend grondwater ter plaatse van de dwarsdoorsnede. Definitief rapport februari 2015

36 Figuur 4.12 Dwarsprofiel van de grondwaterstroming (stroombanen) in de ondergrond (Huidige situatie) Figuur 4.13 Dwarsprofiel van de grondwaterstroming (stroombanen) in de ondergrond (scenario peilopzet) Figuur 4.14 Ligging dwarsprofiel stroombanen 27 februari Definitief rapport

37 4.5 Effect van peilopzet op voedselrijkheid van de bodem Bij het opzetten van peil op voormalige landbouwgronden, moet rekening worden gehouden met de voedselrijkdom en basenverzadiging van deze gronden. Peilverhoging kan ertoe leiden dat er voedingsstoffen vrijkomen en dat er verzuring optreedt. Dit soort omstandigheden sluit doorgaans niet aan op de vereisten voor de beoogde natuurdoelen. Op basis van een ruimtelijke analyse van beschikbare gegevens is beoordeeld of fosfaatonderzoek nuttig en nodig is en voor welke locaties/percelen dit relevant is. Dit onderzoek is opgenomen in bijlage 2. De conclusie van dit onderzoek is als volgt: Verzuring of eutrofiering ten gevolge van vernatting staat het behalen van de natuurdoelen voor Waal en Burg voor een groot deel niet in de weg. Op een groot deel van de percelen waar het natuurdoel gekoppeld is aan schrale omstandigheden, wijst de huidige vegetatie op schrale omstandigheden. Daar is eutrofiering of verzuring niet te verwachten. Alleen het perceel grenzend aan de Westerboersweg en de Staart is vermoedelijk een (zeer) voedselrijk perceel. Het risico van fosfaatmobilisatie door peilopzet is hier aanwezig waardoor dit het behalen van het natuurbeheertype sterk bemoeilijken. Voor deze percelen (ca. 10 ha) adviseren wij biochemisch vervolgonderzoek. 4.6 Effect van peilopzet op waterkering in en rond Waalenburg Bij het scenario peilopzet plus randsloot wordt ook ter plaatse van enkele (delen van) bestaande dijken in en rond het gebied een verandering van de grondwaterstand berekend. Daarnaast komt de randsloot in het noordelijke deel lokaal zeer dicht tegen de bestaande waterkering (Ruigendijk) aan te liggen. Dit kan effect hebben op de stabiliteit van de waterkering. Op basis van een aanvullende grondmechanische beschouwing van de potentiële faalmechanismen wordt geconcludeerd dat de randsloot geen negatieve invloed heeft op de waterveiligheid van de regionale waterkering (RHDHV, 2015). 4.7 Maatregelen ter compensatie van de te verwachten effecten In de situatie met (maximaal) peilopzet en randsloot treden verhogingen van de grondwaterstand op buiten het plangebied. Aan de hand van de berekende veranderingen van de voorjaarsgrondwaterstand zijn maatregelen bepaald om de verhogingen, waar dit leidt tot een te kleine ontwatering (< 80 cm) en mogelijk gaat leiden tot overlast, te neutraliseren. Aan de west-, zuid- en zuidoostrand treedt buiten het plangebied een verhoging van de grondwaterstand die mogelijk lijdt tot overlast (zie gebieden binnen zwarte contour in bijlage 3, figuur 1). Maatregelen die zijn bekeken en doorgerekend zijn: - Aanvullende drainage. - Onderbemaling. - Verhoging van maaiveldhoogte. Definitief rapport februari 2015

38 Door het toepassen van drainage of onderbemaling zijn de verhogingen van de grondwaterstanden aan de west- en zuidzijde goed te neutraliseren (bijlage 3). De voorkeur (op basis van de gesprekken met de perceeleigenaren 11 t/m 13 november 2014) ligt voornamelijk bij het toepassen van (aanvullende) drainage. In een enkel geval is onderbemaling wenselijk. Ook zijn er perceeleigenaren die de voorkeur geven aan ophogen van gronden. Door het ontgraven van de randsloot komt grond vrij. De goede grond (die voldoet aan juiste kwaliteitseisen) kan worden hergebruikt als ophoogmateriaal in het gebied. De verhogingen van de grondwaterstand bij de percelen in de zuidoostelijke hoek (ten oosten van Mosselsloot) kunnen niet met aanvullende drainage worden geneutraliseerd. Deze percelen grenzen zowel aan de noordzijde als aan de westzijde aan de peilopzet. Aanvullende drainage is hier niet voldoende vanwege het relatief lage maaiveld. Naast aanvullende drainage is hier ook het ophogen van de percelen noodzakelijk om een vergelijkbare drooglegging ( en ontwatering) als in de huidige situatie te behouden. Op basis van deze berekeningen en de (eerste) gesprekken met de belanghebbende zijn maatregelen voorgesteld. Deze voorgestelde maatregelen zijn opgenomen in bijlage 4. De uiteindelijke maatregelen worden in een later stadium vastgesteld in overleg met de belanghebbenden en kunnen dus afwijken van de nu voorgestelde maatregelen. 4.8 Eerste stap peilopzet De peilopzet wordt gefaseerd bereikt, zodat de effecten zorgvuldig kunnen worden gemonitord en er ingegrepen kan worden als onverwachte effecten optreden naar de omgeving. De fasering wordt per stap van enkele tientallen centimeters per keer opzet en minimaal één hydrologisch jaar gehandhaafd. Een analyse van de effecten vindt bij elke stap plaats. Er vindt continue monitoring van de grondwaterstanden plaats. Ook de debieten en waterstanden bij de hoofdafvoer uit het natuurgebied worden continue gemeten. Bij elke stapsgewijze peilopzet vindt analyse van de grondwaterstanden, waterpeilen en debieten plaats om zo (eventuele) effecten naar de omgeving inzichtelijk te krijgen. De eerste stap in de peilopzet is berekend met het grondwatermodel waarbij de peilen zijn aangehouden zoals in figuur februari Definitief rapport

39 Figuur 4.15 Peilen eerste fase peilopzet De eerste fase in peilopzet is in grote delen van het gebied 20 cm boven het huidige winterpeil. In het noordelijk deel van het natuurgebied is de peilopzet groter dan 20 cm. Definitief rapport februari 2015

40 Het effect van de eerste fase van de peilopzet op de grondwaterstanden in de winter en in de zomersituatie is te zien in onderstaande figuur 4.16 en In bijlage 5 tonen de figuren 4A t/m 4F de grondwaterstand en de kwel/infiltratie van de eerste fase van peilopzet in zowel de winter, voorjaar- en zomersituatie. De veranderingen van de grondwaterstand en de verandering van de kwel/infiltratie situatie van de eerste fase van peilopzet ten opzichte van de huidige situatie staan weergegeven in figuren 5A t/m F. Figuur 4.16 Berekende verandering van de GHG (grondwaterstand in de wintersituatie) van de eerste fase peilopzet ten opzichte van de huidige situatie (in meter) 27 februari Definitief rapport

41 Figuur 4.17 Berekende verandering van de GLG (grondwaterstand in de zomersituatie) van de eerste fase peilopzet ten opzichte van de huidige situatie (in meter) Definitief rapport februari 2015

42 De peilopzet in de eerste fase geeft veranderingen van de grondwaterstand in het natuurgebied en aan de oostzijde buiten het natuurgebied. De veranderingen van 5 tot 10 cm treden op in de hoge oeverwal langs de Zaandammerdijk aan de randen van het landbouwgebied in het zuidoosten. Ook in de eerste fase is er dus al enig effect buiten het natuurgebied aanwezig. Aan de west- en zuidzijde buiten Waalenburg zijn geen veranderingen waarneembaar bij de eerste fase van peilopzet. 4.9 Monitoring Zoals eerder aangegeven vindt de daadwerkelijke (maximale) peilopzet stapsgewijs plaats (met enkele tientallen centimeters per keer) verspreid over een langere periode. Monitoring van de effecten op verandering van de grondwaterstanden wordt gevolgd in de geplaatste peilbuizen aan de rand van het gebied. Het verdient aanbeveling een analyse te maken van de effecten in de gemeten grondwaterstanden na de eerste stap in de peilopzet, zodat gerichte maatregelen kunnen worden uitgevoerd. Het doel van de monitoring (en het monitoringsplan) is de hydrologische veranderingen van de peilopzet in Waalenburg in beeld te brengen, te volgen en zo nodig vroegtijdig bij te sturen mocht de peilopzet leiden tot ongewenste (neven) effecten. De monitoring richt zich op de volgende aspecten: - de oppervlaktewaterpeilen in en rond Waalenburg; - de grondwaterstanden in en buiten Waalenburg; - de zoutgehaltes in het grondwater als gevolg van verandering in kwelstromen door peilopzet. Een definitief monitoringsplan wordt nog opgesteld. Onderstaand figuur laat de bestaande en de (inmiddels geplaatste) nieuwe meetpunten zien. 27 februari Definitief rapport

43 Figuur 4.18 Overzicht Bestaande en nieuwe meetpunten in en rond Waalenburg (achtergrond is de gemiddelde grondwaterstand ten opzichte van maaiveld in de huidige situatie) Definitief rapport februari 2015

44 5 CONCLUSIES / SAMENVATTING Effect op de grondwaterstand De voorgestelde (maximale) peilopzet en de aanleg van de randsloot zorgen binnen Waalenburg voor een verhoging van de grondwaterstand. Direct ter plaatse van de randsloot is over het algemeen sprake van een lokale verlaging van de grondwaterstand. Buiten het gebied van de peilopzet is aan de west-, zuid- en zuidoostzijde een verhoging van de grondwaterstand te zien. In de wintersituatie wordt de grondwaterstand aan de (zuid)oost rand van Waalenburg verhoogd in een zone van maximaal 400 meter. Langs de oostrand van de Mosselsloot is de verhoging het grootst, ongeveer 5 tot 40 cm. Aan de westrand van Waalenburg zijn zeer lokale verhogingen van de grondwaterstand te zien. In de zomersituatie wordt in ongeveer dezelfde zone buiten Waalenburg een verhoging van de grondwaterstand berekend. De verhoging is dan minder groot, maximaal 10 tot 20 cm ten oosten van de Mosselsloot. Langs de westrand van Waalenburg is de zone waar in de zomer een verhoging van de grondwaterstand wordt berekend groter dan in de wintersituatie (maximaal 250 meter vanaf de grens van Waalenburg). De verhoging van de grondwaterstand is hier beperkt tot 5 à 10 cm. De randsloot heeft in de winter- en de zomerperiode juist een drainerend effect en zorgt lokaal voor verlaging van de grondwaterstand. Deze verlaging heeft een beperkte uitstraling tot op circa 25 meter van de watergang. Ook in de eerste fase van peilopzet zijn de (zuid)oostrand buiten Waalenburg verhogingen van de grondwaterstand van 5 à 10 cm berekend. Effect op grondwaterstroming Door de peilopzet in het lage gebied Waalenburg treden veranderingen op in de grondwaterstroming naar het gebied, maar ook naar de omgeving waar als gevolg van de peilopzet veranderingen in de grondwaterstand zijn bepaald. Om een beeld te krijgen wat de veranderingen zijn op de kwelstromen in de ondergrond zijn de verblijftijden (de reistijden van het infiltrerend grondwater vanuit hogere delen of vanuit zee) zowel in de huidige situatie als in de situatie met peilopzet bepaald. Aan de randen van het gebied treden lokaal in de zuidoostelijke hoek veranderingen in verblijftijden op. De verblijftijden nemen hier toe en als gevolg hiervan treedt lokaal meer brakke kwel op. Deze brakke kwel zal overwegend worden afgevangen in de watergangen en in de aanwezige drainage en treedt hier niet op aan maaiveld. Effect op voedselrijkheid van de bodem Bij het opzetten van peil op voormalige landbouwgronden, moet rekening worden gehouden met de voedselrijkdom en basenverzadiging van deze gronden. Peilverhoging kan ertoe leiden dat er voedingsstoffen vrijkomen en dat er verzuring optreedt. Dit soort omstandigheden sluit doorgaans niet aan op de vereisten voor de beoogde natuurdoelen. 27 februari Definitief rapport

45 Op basis van een ruimtelijke analyse van beschikbare gegevens is beoordeeld of fosfaatonderzoek nuttig en nodig is en voor welke locaties/percelen dit relevant is Alleen het perceel grenzend aan Westerboersweg en de Staart is vermoedelijk een (zeer) voedselrijk perceel. Het risico van fosfaatmobilisatie door peilopzet is hier aanwezig waardoor dit het behalen van het natuurbeheertype sterk bemoeilijken. Voor deze percelen (ca. 10 ha) adviseren wij biochemisch vervolgonderzoek Effect op dijken in en rond Waalenburg Bij het scenario peilopzet plus randsloot wordt ook ter plaatse van enkele (delen van) bestaande dijken in en rond het gebied een verandering van de grondwaterstand berekend. Daarnaast komt de randsloot in het noordelijke deel lokaal zeer dicht tegen de bestaande dijk aan te liggen en ook langs de zuidrand van Waalenburg is dit lokaal het geval. Dit kan effect hebben op de stabiliteit van de dijken. In het watergebiedsplan moet dit verder worden uitgewerkt. Mogelijk moet de randsloot in het noorden verder van de dijk komen te liggen. Maatregelen Maatregelen die zijn bekeken en doorgerekend zijn: - aanvullende drainage; - onderbemaling; - verhoging van maaiveldhoogte. Door het toepassen van drainage of onderbemaling zijn de verhogingen van de grondwaterstanden aan de west- en zuidzijde goed te neutraliseren. De voorkeur (op basis van de gesprekken met de perceeleigenaren 11 t/m 13 november 2014) heeft voornamelijk het toepassen van (aanvullende) drainage. In een enkel geval is onderbemaling wenselijk. Ook zijn er perceeleigenaren die de voorkeur geven aan ophogen van gronden. Door het ontgraven van de randsloot komt grond vrij. De goede grond (die voldoet aan juiste kwaliteitseisen) kan hergebruikt worden als ophoogmateriaal in het gebied. De verhogingen van de grondwaterstand bij de percelen in de zuidoostelijke hoek (ten oosten van Mosselsloot) kunnen niet met aanvullende drainage worden geneutraliseerd. Deze percelen grenzen zowel aan de noordzijde als aan de westzijde aan de peilopzet. Aanvullende drainage is hier niet voldoende vanwege het relatief lage maaiveld. Naast aanvullende drainage is hier ook het ophogen van de percelen noodzakelijk om een vergelijkbare drooglegging (ontwatering) als in de huidige situatie te behouden. Op basis van deze berekeningen en de (eerste) gesprekken met de belanghebbende zijn maatregelen voorgesteld. Deze voorgestelde maatregelen zijn opgenomen in bijlage 4. De uiteindelijke maatregelen worden in een later stadium vastgesteld in overleg met de belanghebbenden en kunnen dus afwijken van de nu voorgestelde maatregelen. Definitief rapport februari 2015

46 Monitoring De daadwerkelijke peilopzet vindt stapsgewijs plaats (met enkele tientallen centimeters per keer) verspreid over een langere periode. Monitoring van de effecten op verandering van de grondwaterstanden wordt gevolgd in de geplaatste peilbuizen aan de rand van het gebied. Het dient aanbeveling de effecten na de eerste stap in de peilopzet een analyse te maken van de gemeten grondwaterstanden, zodat gerichte maatregelen kunnen worden uitgevoerd. Het doel van de monitoring (en het monitoringsplan) is de hydrologische veranderingen van de peilopzet in Waalenburg in beeld te brengen, te volgen en zo nodig vroegtijdig bij te sturen mocht de peilopzet leiden tot ongewenste (neven) effecten. De monitoring richt zich op de volgende aspecten: - de oppervlaktewaterpeilen in en nabij Waalenburg; - de grondwaterstanden in en buiten Waalenburg; - de zoutgehaltes in het grondwater als gevolg van verandering in kwelstromen door peilopzet. =o=o=o= 27 februari Definitief rapport

47 Bijlage 1 Figuren huidige situatie en toekomstige situatie met peilopzet Definitief rapport 27 februari 2015

48

49 Bijlage 2 Fosfaatonderzoek Definitief rapport 27 februari 2015

50

51 Bijlage 3 Berekening effectiviteit maatregelen Definitief rapport 27 februari 2015

52

53 Bijlage 4 Voorstel te nemen maatregelen Definitief rapport 27 februari 2015

54

55 Bijlage 5 Figuren eerste fase peilopzet Definitief rapport 27 februari 2015