Goede grond voor een duurzaam watersysteem Kennisontwikkeling relatie agrarisch bodembeheer, bodemkwaliteit en waterhuishouding

Transcriptie

1 Goede grond voor een duurzaam watersysteem Kennisontwikkeling relatie agrarisch bodembeheer, bodemkwaliteit en waterhuishouding Projectplan ALTERRA namens consortium van Deltares, Louis Bolk Instituut, MWH Global en Alterra Postbus AA Wageningen Telefoon: Fax:

2 Offertenummer: Projectnummer STOWA: Opdrachtgever Contactpersoon Adres Postcode/plaats Telefoon Fax STOWA : Michelle Talsma : Postbus 2180 : 3818 LE Amersfoort : : : m.talsma@stowa.nl Opdrachtnemers : Alterra Auteur : Piet Groenendijk; piet.groenendijk@wur.nl Telefoon : Plaatsvervanger : Peter Schipper; p.schipper@wur.nl Instelling Plaatsvervanger : Deltares : Paulien van Gaans; Paulien.vanGaans@Deltares.nl : Gijs Janssen; Gijs.Janssen@Deltares.nl Instelling Plaatsvervanger : Louis Bolk Instituut : Nick van Eekeren; n.vaneekeren@louisbolk.nl : Marleen Zaanen; m.zaanen@louisbolk.nl Instelling : MWH Global : Bjartur Swart; Bjartur.Swart@mwhglobal.com 2

3 INHOUDSOPGAVE 1 Projectdefinitie Probleemstelling en achtergrond Projectdoelstelling en -resultaat 4 2 Onderzoeksplan Projectonderdelen en fasering 5 3 Beheersplan Projectteam 8 3

4 1 Projectdefinitie 1.1 Probleemstelling en achtergrond Zowel op Europees niveau (EIP, Horizon2020) als op nationaal niveau (Deltaprogramma, KRW) wordt gewezen op de bijdrage die de bodem kan leveren aan het behalen van de wateropgaven. De landbouw heeft verschillende teelt-technische mogelijkheden om de bodemkwaliteit en waterhuishouding te verbeteren Daarom zijn de laatste jaren diverse pilots opgestart om in de praktijk maatregelen ter verbetering van de bodemkwaliteit te testen, zoals: Landbouw op peil, Water vasthouden aan de bron, Kijk eens wat vaker onder de graszode, Beter Waterbeheer en waterkwaliteitsmanagement begint op de akker, Bufferboeren, Boeren op goede gronden en Niet kerende grondbewerking. Deze pilots zijn o.a. gericht op het voorkomen van bodemverdichting, verhoging van het organisch stofgehalte, diepere beworteling, stimuleren bodemleven en vasthouden van het water op bedrijfsniveau. Echter, in de pilots wordt geen monitoring of modelberekening uitgevoerd die uitwijzen wat de maatregelen opleveren voor het watersysteem. De bodemvochtkarakteristieken zijn veelal afgeleid uit oude metingen (70-er jaren) die niet meer actueel zijn en er is geen koppeling tussen de landbouwkundige bedrijfsvoering, bodemkundige parameters en (agro)hydrologische parameters van de modellen die door waterbeheerders worden ingezet. Effecten van genoemde maatregelen op de waterhuishouding kunnen zo niet goed worden berekend en zonder deze informatie kunnen bestuurders de maatregelen niet afwegen ten opzichte van andere type maatregelen. Is het bijvoorbeeld beter om in te zetten op het creëren van meer open-waterberging of kan veel bereikt worden door samen met agrariërs de bodemkwaliteit te verbeteren? Met dit vertrekpunt is initiatief genomen door Stowa, Waterschap Veluwe, Rijn & IJssel, MWH, Alterra, Deltares en Louis Bolk Instituut tot een korte inventarisatie en globale modelmatige verkenning. Geconcludeerd is dat effecten van bodemverbeterende maatregelen in potentie significant en beloftevol zijn voor waterkwantiteit en kwaliteit, maar ook dat er nog veel kennisleemten zijn. Daarom hebben zij vervolgens een onderzoeksprogramma opgesteld: Goede grond voor een duurzaam watersysteem. Tijdens overleg met stakeholders 17 september 2013 (I&M, SKB, waterschappen, LTO) is de urgentie dit onderzoeksprogramma besproken. De urgentie werd alom onderschreven. Tijdens het overleg is besloten om tijdens enkele bijeenkomsten in 2013 te presenteren en daarbij te vragen een lopende pilot aan te dragen die in een eerste stap van het onderzoeksprogramma kan worden opgepakt. Om dit in gang te kunnen zetten heeft I&M aan het onderzoeksteam (Alterra, Deltares, Louis Bolk en MWH) gevraagd offerte uit te brengen. Het onderhavige projectvoorstel geeft invulling aan dit verzoek Projectdoelstelling en -resultaat Doel van het onderzoeksprogramma Goede grond voor een duurzaam Watersysteem (zie bijlage) is: Inzicht geven in de relatie tussen landbouwkundige maatregelen gericht op verbetering van de bodemkwaliteit en de waterhuishouding op perceels- en stroomgebiedsniveau.om effecten van agrarisch bodembeheer op de waterhuishouding te kwantificeren, zodanig, dat maatregelen ter verbetering van de bodemkwaliteit kunnen worden afgewogen tegen andere type maatregelen die gericht zijn op het vasthouden en bergen van water en vermindering van de uit- en afspoeling van nutriënten, pesticiden e.a. contaminanten. Doel van het onderhavige projectvoorstel (Fase 1) is om op korte termijn een aantal stappen te zetten in het onderzoeksprogramma door concreet samen met actoren een aantal pilots op te pakken, daar specifieke veldgegevens te verzamelen en zo een eerste vertaalslag te maken van bodemverbeterende maatregelen naar effecten op het watersysteem. Nevendoelstelling is om actoren actief in het onderzoek te betrekken en het onderzoeksprogramma verder aan te scherpen op basis van verkregen inzichten 4

5 2 Onderzoeksplan 2.1 Projectonderdelen en fasering In het project worden 7 activiteiten onderscheiden: 1 Projectmanagement 2 Het beschrijven van de huidige stand van de wetenschap op basis van literatuuronderzoek, inclusief een inventarisatie van relevante projecten / pilots 3 De selectie van pilots voor uitvoering van nader onderzoek. 4 Het vertalen van het Plan van Aanpak naar een concreet plan van een onderzoeksprogramma 5 Het opstellen van een plan voor nader veldonderzoek in de pilots (monitoren, modelleren)\ 6 Het uitdragen van kennis door communicatie activiteiten, waaronder workshops 7 Het opstellen van een eindrapportage Deze 7activiteten zijn nader uitgewerkt. In het onderzoeksprogramma zijn 5 werkpakketten onderscheiden (zie figuur 2.1). Omdat dit programma goed is ontvangen, is de indeling in deze werkpakketten als leidraad gehanteerd bij het opstellen van het onderhavige plan van aanpak voor de eerste fase. In het navolgende wordt per werkpakket aangegeven welke werkzaamheden voor de 1 e fase worden voorgesteld. Deze eerste fase heeft de looptijd van 1-1½ jaar omdat de eerste meetresultaten van pilotprojecten in de analyse en interpretatie worden betrokken. De totale looptijd van het gehele onderzoek, inclusief de afronding veldonderzoeken, zal naar verwachting 3 4 jaar bedragen. Figuur 2.1; Samenhang en ruimtelijke schaal van werkpakketten. (bron: onderzoeksprogramma goede grond voor een duurzaam watersysteem, Groenendijk et al 2013). Werkpakket 1: Oogsten en Zaaien: eerste grofmazige screening recente pilots en projecten a. Presentaties 2013 (bodembreed, DAW, Deltaplan Hoge zandgronden) b. Grofmazige screening recente pilots, projecten, datasets, incl. rapportage c. Voorbereiding, keuze, en vooroverleg met trekkers (actoren) pilotprojecten Het onderzoeksprogramma wordt gepresenteerd op de 3 genoemde bijeenkomsten. Aan de deelnemers zal gevraagd worden om een geschikte pilot voor de eerste fase aan te dragen en daar actief aan mee te werken. Ter voorbereiding wordt al aangevangen met het samenstellen van een groslijst van relevante 5

6 recent uitgevoerde en nog lopende pilots en projecten waar praktijk onderzoek is gedaan naar de huidige bodemkwaliteit en bodemverbeterende maatregelen. Gekeken wordt wat er is gemeten, welke informatie is verzameld, de maatregelen en welke geohydrologische en/of agrohydrologische modellen op het geschikte detailniveau operationeel zijn. Ook wordt bekeken wat de argumenten zijn van de genomen maatregelen en monitoring en wat de veronderstelde of reeds bekende effecten zijn. Op basis van deze lijst wordt aangegeven welke pilots geschikt zijn en bij voorkeur in 2013 opgepakt kunnen worden. Met de trekkers / projectleiders van 3 geschikte pilots wordt vooroverleg gevoerd over de (definitieve) keuze, de mogelijkheden voor aanvullende monitoring en taakverdeling. Deliverables: Een overzicht (groslijst) van pilots en projecten en een keuzelijst van gebieden die in stap 2-3 kunnen worden opgepakt. Stap 2: Verkenning op perceels- en stroomgebiedsniveau. a. modellering perceelniveau waterkwantiteit b. modellering perceelniveau, waterkwaliteit; c. modellering regionale schaal waterkwantiteit d. analyse specifieke datasets e. rapportage stap 2 Met het agrohydrologisch model SWAP (waterkwantiteit) en SWAP-Animo (Waterkwaliteit) worden op perceelsniveau (puntmodel) verkennende berekeningen uitgevoerd om gevoel te krijgen voor meest gevoelige modelparameters en de richting van effecten op de waterkwantiteit en waterkwaliteit. Ook worden verkennende berekeningen uitgevoerd met een beschikbaar regionaal (geo)hydrologisch model. Doel van de modelverkenning is ook om aan de hand van scenario s voor bodemverbeterende maatregelen te identificeren welke veldgegevens (meetgegevens / parameters) in de pilots met prioriteit moeten worden verzameld. Met de actoren in de regio wordt een werksessie gehouden om feedback te krijgen voor door te rekenen maatregelen en scenario s. Sommige rekenscenario s zullen op hun informatiebehoefte worden afgestemd, terwijl andere scenario s specifiek worden gekozen opdat ze voor de kennisinstituten omdat ze inzicht geven in de invloed van (onzekere) modelparameters en informatie om eventueel modelconcepten aan te passen. Bij de onderzoeksinstituten zijn datasets aanwezig met specifiek waardevolle informatie, zoals bijvoorbeeld een dataset met meetgegevens van de bodemkwaliteit van een 2 naast elkaar gelegen percelen, waarbij de ene decennia lang als grasland is gebruikt en de ander al een lange reeks jaren over is gegaan op mais. Met name bij het Louis Bolk Instituut en de WUR wordt geïnventariseerd of zulke datasets aanwezig zijn en wat hoe die in het onderzoeksprogramma kunnen worden benut.. Deliverables: modelscenario s perceelsniveau (kwantiteit, kwaliteit) en regionaal niveau (kwantiteit), korte rapportage van de resultaten van stap 2, inclusief een lijst met prioriteit te verzamelen veldparameters op perceel- en stroomgebiedniveau om een goede vertaalslag te kunnen maken van bodemverbeterende maatregelen naar het effect op het watersysteem. Stap 3: Veldonderzoek a. checklist metingen en waarneming b. opstellen 3 monitoringsplannen (incl overleg met gebiedsbeheerders) c. advies en assistentie bij uitvoering van de monitoring Hierin worden feitelijk monitoringsprogramma opgesteld voor drie geselecteerde projecten, op basis van kennis uit Stap 1 (welke projecten, welke informatie is relevant en ontbreekt er) en Stap 2 (welke parameters meest gevoelig). Eerst wordt een checklist opgesteld voor metingen en waarnemingen die als handvat kan dienen om de monitoring in pilots voor bodemkwaliteit toe te spitsen of uit te breiden om effecten op het watersysteem te kunnen bepalen. 6

7 Vervolgens worden in overleg met de betrokken actoren voor iedere pilot een monitoringplan opgesteld. Hierin wordt onderscheid gemaakt in metingen die op korte termijn relevante informatie kunnen opleveren en metingen die meer zijn gericht om de langere termijn (bv. grondwaterstandsreeksen van een aantal jaar). Voor de implementatie van de monitoring wordt ervan uitgegaan dat deze door de actoren zelf wordt geregeld en gefinancierd. Wel zal advies en assistentie worden verleend bij de uitvoering, met name voor specifieke (niet standaard) metingen zoals infiltratiemetingen, identificatie van verdichte lagen, monstername voor laboratoriumanalyses van vochtkarakteristieken e.d. Deliverables: checklist metingen en waarnemingen t.b.v. vertaling bodemkwaliteit naar effecten op waterhuishouding, drie monitoringsplannen (modulair: 2 tot 3) en advies en assistentie bij uitvoering van het meetwerk. Stap 4: Modelleren a. Eerste globale analyse van de veldresultaten b. Identificatie en prioritering benodigde aanpassingen modelconcepten c. Rapportage stap 4 De actoren die de aanvullende monitoring voor de 3 pilots hebben uitgevoerd en gefinancierd, zullen willen weten wat voor kennis en informatie aan de monitoring kan worden ontleend. Hiervoor is modelonderzoek waarschijnlijk onontbeerlijk. Echter, op voorhand is nog niet bekend welke veldinformatie zal worden verzameld en in hoeverre hydrologische modellen geschikt zijn. Daarom kan nu nog niet worden aangegeven wat voor modellering kan worden uitgevoerd en hoeveel tijd hiervoor moet worden geraamd. Om toch inzicht te geven in de veldresultaten, worden in deze stap de resultaten van de monitoring van de 3 pilots globaal geanalyseerd. Beschikbare modellen zullen worden ingezet om de analyse te ondersteunen. Verder zal op basis van verkregen inzichten geidentificeerd worden of en welke aanpassingen van huidige modelconcepten wenselijk dan wel nodig zijn met onderscheid in modellen op perceelniveau en op regionaal niveau. Hierbij zal indien relevant een prioritering worden aangeven. Deliverables: analyse veldresultaten, identificatie van gewenste aanpassingen modelconcepten en korte rapportage van de resultaten van stap 4. Stap 5: Handelingsperspectief en synthese en advies a. Aanbevelingen stakeholders b. Aanbevelingen beleidsthema's c. Kosten-baten analyse (incl. inzet experts LEI) In expertsessie zullen op basis van de verkregen inzichten ingegaan worden op het handelingsperspectief. Specifiek zullen aanbevelingen worden opgesteld voor stakeholders (waterbeheerders, agrariers, provincies, Rijk, Natuurbeheerders) alsmede aanbevelingen voor de beleidsthema s (KRW en Deltaprogramma, met aandacht voor de ontwikkeling en uitvoering van het Deltaplan Agrarisch Waterbeheer). Ook zal ingegaan worden op de kosten en baten van de bodemverbeterende maatregelen. Hiervoor zullen experts van MWH en het LEI worden ingezet.. Deliverables: aanbevelingen stakeholders, aanbevelingen beleidsthema s en een verkennende kostenbaten analyse. 7

8 3 Beheersplan 3.1 Projectteam Alterra: Piet Groenendijk (projectleider), Peter Schipper (plaatsvervangend projectleider), Rob Hendriks Deltares: Pauline van Gaans en Gijs Janssen Louis Bolk Instituut: Nick van Eekeren; Marleen Zaanen MWH: Bjartur Swart Alterra zal de projectleiding verzorgen en als hoofdaannemer optreden. Naast de genoemde leden van het projectteam zullen experts van de betrokken instituten worden ingezet en zal door middel van consultatie en reviews gezorgd worden dat state-of-the-art kennis wordt ingebracht en benut. 8