Onderwaterdrains in het veenweidegebied

Transcriptie

1 Onderwaterdrains in het veenweidegebied

2

3 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Onderwaterdrains in veenweidegebieden Door het afwateren van de veenweide-gebieden daalt daar de bodem. Het veen in de bodem breekt af, omdat het vanwege de lage waterstanden aan zuurstof wordt blootgesteld. De gevolgen zijn groot. Waterbeheer wordt vanwege de vele verschillende peilvakken en onderbemalingen ingewikkeld en duur. Melkveehouders in veenweidegebieden verdienen minders dan elders. En het afbrekende veen zorgt voor de uitstoot van broeikasgassen. Die problemen worden erger als in de toekomst de zomers warmer en droger worden en extremere regenval vaker voor overlast zorgt. Onderwaterdrains zijn een oplossing, maar geen wondermiddel. In deze brochure wordt uitgelegd hoe onderwaterdrains werken, wat ze doen bij verschillende omstandigheden, en welke gevolgen ze hebben voor zaken als de bodemdaling en de waterkwaliteit. De brochure is het resultaat van de studie Droogtebestendig West-Nederland die is uitgevoerd in opdracht van de provincies Zuid-Holland, Noord-Holland en Utrecht, Waternet, Hoogheemraadschap van Rijnland, Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden en Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard. 3

4 4

5 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Onderwaterdrains als oplossing voor bodemdaling De bodemdaling is het belangrijkste probleem in de veenweidegebieden. De makkelijkste oplossing is het vernatten van de veenbodem. Dan zijn de veenweiden echter niet meer geschikt voor de melkveehouderij. Onderwaterdrains kunnen een oplossing zijn voor dit dilemma. Eeuwenlang hebben mensen het veenweidegebied afgewaterd om het toegankelijk en bruikbaar te maken voor de landbouw. Lange tijd stonden s winters grote delen van de veenweiden blank. Als gevolg van die afwatering begon het veen in de bodem af te breken; het koolstof in het veen reageerde met de zuurstof in de lucht en oxi deerde. Daardoor daalde de bodem. De afgelopen veertig jaar zijn slootpeilen sterk omlaag gezet, gemiddeld naar vijftig centimeter onder maaiveld in de zomer en zestig centimeter in de winter. Daardoor daalde de bodem nog sterker. Nu is de bodemdaling in het veenweidegebied het belangrijkste probleem voor de toekomst. Er zijn vier belangrijke redenen om de bodemdaling aan te pakken. Laag inkomen melkveehouderij De bodemdaling is ook voor de melkveehouders een probleem. Gemiddeld ligt het inkomen van melkveehouders in het westelijk veenweidegebied nu zo n euro lager dan elders in Nederland. Dat inkomen zal verder dalen als het grondwaterpeil omhoog moet om te voorkomen dat de bodem verder daalt. Doorgaan met het verlagen van slootwaterpeilen om zo de bodemdaling te volgen, zal in de toekomst alleen maar meer problemen opleveren. Duur en ingewikkeld waterbeheer Het waterbeheer in de veenweidegebieden is nu al enorm ingewikkeld en duur. Het watersysteem bestaat uit honderden peilvakken met daarin weer kleine door boeren zelf gemaakte poldertjes met onderbemalingen. Grote delen van het veenweidegebied hebben te maken met wegzijging van water naar dieper gelegen droogmakerijen, maar er zijn ook plekken waar vanuit naburige waterplassen kwelwater omhoog komt. Ga er maar aan staan als waterbeheerder. 5

6 Problemen worden erger De bodemdaling en de problemen die dat veroorzaakt, zullen in de toekomst erger worden. Er is grote kans op meer extreem warme zomers met droge perioden, en juist dan breekt het veen erg snel af. Bovendien moet bij droogte vaak water van de grote rivieren worden ingelaten in de veenweidegebieden, en het is de vraag wat dat betekent voor de waterkwaliteit. Er gaat ook vaker extreem veel regen vallen in Nederland, en dan zullen de veenweiden vaker moeilijk toegankelijk zijn. Het waterbeheer wordt met dit extreme weer nog ingewikkelder, en dus duurder. Minder broeikasgassen De aanpak van bodemdaling kan helpen om de veranderingen in het klimaat te verminderen. Het veen in de veenweidegebieden is een reservoir vol broeikasgassen, meters dikke lagen koolstof die wachten op de zuurstof die het laat reageren tot CO2. Op de broeikasgasbalans van het International Panel on Climate Change van de Verenigde Naties staan de Nederlandse veenweidegebieden nu voor ongeveer 2,5 procent van de Nederlandse uitstoot aan broeikasgassen. Dat is net zoveel als twee miljoen personenauto s, ruim twintig procent van alle personenauto s in Nederland. Het verminderen van de bodemdaling draagt dus bij aan het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen. Dilemma De Nederlandse overheid wil in de veenweidegebieden de bodemdaling verminderen, maar ook de melkveehouderij behouden als belangrijke economische factor in het gebied en beheerder van het veenweidelandschap. Dat stelt ons voor een dilemma. Om de bodemdaling te verminderen, moet de veenbodem nat gehouden worden. Maar op een natte veenbodem kunnen melkveehouders niet meer met hun machines op het land, en vertrappen hun koeien de grasmat. Vernatten en boeren gaan niet samen, is dan ook lang de gedachte geweest. Onderwaterdrains Op veenweidepercelen met onderwaterdrains kan de melkveehouderij wel rendabel boeren op de natte veenbodem. Onderwaterdrains zorgen dat de grondwaterstand in de veenweidepercelen hoog blijft in droge periodes. Daardoor blijft de veenweide nat in de droge periodes, als het veen het snelst afbreekt. De bodemdaling zal daardoor verminderen. In natte periodes zorgen onderwaterdrains juist dat de veenweidepercelen droog blijven, en dus bruikbaar voor de melkveehouderij. 6

7 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Hoe werken onderwaterdrains? Het toepassen van onderwaterdrains heet vaak onderwaterdrainage. Daardoor ontstaat het misverstand dat onderwaterdrains draineren, terwijl ze eigenlijk vooral infiltreren. En dáárdoor neemt de bodemdaling af. Infiltreren Onderwaterdrains zijn drains die tien tot twintig centimeter onder het slootpeil worden aangelegd, en om de vier tot zes meter worden gelegd. De sleutel tot de werking van onderwaterdrains is de grondwaterstand. In een droge zomer infiltreren onderwaterdrains slootwater tot in het midden van de veenweidepercelen, waardoor de grondwaterstand net zo hoog wordt als in de sloten. Daardoor blijft het veen in de bodem nat. Zo breekt de veenbodem minder snel af, en zorgen onderwaterdrains dat de bodem minder snel daalt. Draineren In natte periodes draineren onderwaterdrains wél. Ze voorkomen dan dat het grondwater tot op het Onderwaterdrainageverloop Zonder onderwaterdrainage Sloot Grasland Holle waterspiegel Slootkant effect Mét onderwaterdrainage Sloot Vlakke waterspiegel Grasland Drainagebuis Veen Onderwaterdrains voorkomen het slootkanteffect. Ook al staat het water in de sloot hoog, zonder drains dringt het water maar moeizaam en slechts enkele meters, het perceel binnen. 7

8 maaiveld stijgt. Voor de melkveehouderij levert dit een hogere bedrijfszekerheid op. Boeren kunnen hun land na regenval sneller berijden, en de koeien kunnen weer sneller terug de wei in zonder de veenweide te vertrappelen. Daarnaast wordt er minder water met daarin vaak meststoffen afgevoerd via het grasoppervlak naar de greppel en de sloot. Snelle reactie Onderwaterdrains zorgen dat het watersysteem in veenweidegebieden sneller reageert op veranderende omstandigheden. In droge periodes vragen veenweidepercelen met onderwaterdrains meer water dan percelen zonder drains. In natte periodes draineren veenweidepercelen met onderwaterdrains meer water naar de sloot dan de percelen zonder drains. Door de makkelijke aan- en afvoer van water via de onderwaterdrains dempen ze de fluctuaties in de grondwaterstand in de veenweidegebieden. De drains worden betrekkelijk eenvoudig aangelegd Tijdens de aanleg van de drains wordt het peil in de sloot tijdelijk verlaagd Aanleg van onderwaterdrains ( sleufloos ) 8

9 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Onderwaterdrains en droogte Droogte is de belangrijkste oorzaak van de afbraak van veen. Onderwaterdrains houden zoals gezegd veenweidepercelen in droge periodes natter, maar hebben daarvoor wel meer water nodig. In droge en warme veenweidepercelen breekt het veen sneller af. In een uitgedroogde veenbodem wordt het veen tot diep in de bodem aan lucht bloot gesteld, waardoor stikstof vrijkomt en koolstof reageert met zuurstof tot CO 2. Daardoor daalt de bodem en komen broeikasgassen vrij. Om dat te voorkomen moeten veenweidegebieden in droge zomers nat worden gehouden. In de warme zomer van 2003 werd daarvoor zelfs water uit het IJsselmeer gehaald. Dat is in strijd met het beleid om watersystemen zoveel mogelijk zelf-voorzienend te laten zijn, en heeft gevolgen voor de waterkwaliteit. Percelen met onderwaterdrains vragen in droge zomers als die van 2003 om meer water. De drains infiltreren het slootwater tot in het midden van de veenweidepercelen. De veengrond blijft zo natter, en daardoor vermindert de bodemdaling sterk. Onderzoekers hebben uitgerekend dat percelen met onderwaterdrains gemiddeld tien tot vijftien procent meer water nodig hebben. In een gebied als het Groene Hart gaat het daarbij om miljoenen kubieke meters water extra. Ook met onderwaterdrains blijft de klimaatverandering in de toekomst de grote drijvende kracht achter droogte. Het extra water dat nodig is om die droogte op te vangen in veenweidegebieden, overschaduwt de effecten van de onderwaterdrains op de watervraag in diezelfde gebieden. Droge zomers als die van 2003 zullen in de toekomst om de twee jaar voorkomen, en dan neemt in veenweidegebieden de vraag naar water met vijftig procent toe. In extreem droge zomers als die in 1976 is dat zelfs zestig procent. Piekaanvoer veengronden Regulier peilbeheer, W+ scenario, zeer droog jaar (1976) Piekaanvoer veengronden bij regulier peilbeheer. W+ scenario in een zeer droog jaar (1976). Cijfers op basis van modelberekeningen van Van den Akker et al

10 Sponswerking en Bergingscapaciteit van Veenbodems Sponswerking / bergingscapaciteit veenbodems, met en zonder drains, in droge zomers en in natte perioden (zoals s winters). In droge zomers is de berginscapaciteit zónder drains het grootst; in natte perioden daarentegen mét drains. Slootpeilen en grondwaterstanden Maaivelddaling is sterk afhankelijk van de diepste grondwaterstanden. Om de grondwaterstanden in (A) omhoog te krijgen (om daarmee de maaivelddaling te halveren) kun je het slootpeil verhogen (B) of onderwaterdrains aanleggen (C). Bij een hoog slootpeil (B) zijn de grondwaterstanden bij natte omstandigheden (streeplijn) te hoog voor een rendabele melkveehouderij. Bij toepassing van onderwaterdrains (C) is de grondwaterstand in natte perioden (zoals in de winter) zelfs lager dan bij (A). Zelfs bij een middelhoog slootpeil (D) zijn de grondwaterstanden in natte perioden nog lager dan bij (A), zodat de maaivelddaling nog effectiever wordt aangepakt. Bergingscapaciteit voor neerslag: groot A. Laag slootpeil Maaiveld Droge zomer zonder drains -60 cm Grondwaterstand in de winter Zomer, -85 cm B. Hoog slootpeil Maaiveld -30 cm Zomer, -68 cm Bergingscapaciteit voor neerslag: beperkt C. Laag slootpeil met onderwaterdrains Maaiveld Drains Droge zomer én natte winter mét drains -60 cm Onderwaterdrain Zomer, -68 cm D. Middelhoog slootpeil met onderwaterdrains Maaiveld -45 cm Zomer, -53 cm Onderwaterdrain Bergingscapaciteit voor neerslag: géén Natte perioden (zoals winter) zonder drains 10

11 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Onderwaterdrains en extreme regenval Een flinke regenbui zorgt dat melkvee-houders in de veenweidegebieden vaak moeilijker hun land op kunnen, omdat dit te drassig is en lager gelegen plekken onder water komen te staan. Onderwaterdrains houden het land droger, maar er zijn wel flinke verschillen tussen een fikse regenbui in de winter en extreme regenval na een lange droge periode. Er is nog weinig onderzoek gedaan naar de manier waarop veenweidepercelen met onderwaterdrains reageren op zware regenval. Zware regenval is een bui die meer dan vijftig millimeter water. Door zo n bui stijgt de grondwaterstand in het perceel. Dat water moet worden weggewerkt. Normaal loopt het regenwater dan via greppels naar sloten. In veenweidepercelen met onderwaterdrains loopt veel van het water via de drains naar de sloten. Dat slootwater wordt vervolgens weggepompt op het omringende boezemwater Het lijkt er op dat onderwaterdrains in natte omstandigheden zorgen dat veenweidepercelen een zware regenbui beter kunnen verwerken. Uit een eerste studie blijkt dat veenweidepercelen met onderwaterdrains meer water kunnen bergen door de lagere grondwaterstand in de percelen. Het sloot- en boezemwater wordt niet extra belast, terwijl de wateroverlast op het grasland van het perceel zelf minder is. Heel anders is de situatie als er veel regen valt na een langere periode van droogte, bijvoorbeeld na een droge zomer. Normaal spreekt men hierbij van de sponswerking van de veenweidepercelen, omdat de uitgedroogde veenbodem dan snel het regenwater opneemt. De verwachting is dat die sponswerking in veenweidepercelen met onderwaterdrains minder is. De veenbodem is immers natter, en een natte spons neemt minder water op. Onderzoekers denken dat dit op te vangen is met peilbeheer dat op het weer anticipeert, dynamisch peilbeheer. Er is grotere variatie in streefpeil mogelijk, en het slootpeil wordt omhoog gezet als er droog weer wordt verwacht en lager als er regen komt. 11

12 Onderwaterdrains en waterkwaliteit Onderwaterdrains verhogen de inlaat van water van buiten de polder, en daarmee komen allerlei stoffen mee. Er zijn zorgen over wat de extra aanvoer van carbonaten en sulfaten betekent voor de afbraak van de veenbodem, ook al omdat dat gebiedsvreemde water via de drains dieper in het perceel infiltreren. Daarnaast is het de vraag welke gevolgen onderwaterdrains hebben voor stikstof- en fosforconcentraties in het veenweidegebied. Door een hogere inlaat van water dat van buiten de polder komt, kunnen extra carbonaten en sulfaten meekomen. Die stoffen kunnen zorgen voor extra afbraak van het veen in de veenbodem, en extra bodemdaling. Onderzoek laat zien, dat de hoeveelheden ingelaten carbonaten en sulfaten niet genoeg zijn om significant extra veenafbraak te veroorzaken. Zuurstof in de veenbodem blijft de belangrijkste oorzaak voor die afbraak, en zorgt bovendien voor aanmaak van sulfaten. Dat sulfaat in de bodem kan later zorgen voor afbraak van het veen, of via uitspoeling in het oppervlaktewater terecht komen. Ook voor de waterkwaliteit is nat veen dus beter. Met de grotere aan- en afvoer van water in het veenweideperceel ontstaat ook een grotere uitwisseling van voedingsstoffen. Uit eerste studies blijkt echter dat er met onderwaterdrains minder stikstof en fosfor in het slootwater komt. Dat komt doordat er minder mest afspoelt naar de greppel en vervolgens naar de sloot, en doordat de afbraak van het veen afneemt dankzij de onderwaterdrains. Boeren krijgen zo ook minder stikstof als voeding voor hun gras, maar uit praktijkproeven blijkt dat dit wordt opgevangen door een betere opname van de opgebrachte meststoffen. 12

13 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Toepassen onderwaterdrains is maatwerk Onderzoekers schatten dat minstens de helft van het westelijke veenweidegebied geschikt is voor onderwaterdrains. Ze zijn het meest effectief in veenweidegebieden met pure veengrond of veen met een dun kleidek. Het is zoeken naar plekken waar ze het beste werken. Waar effectief? Onderwaterdrains zijn effectief in het verminderen van de bodemdaling in veenweiden met pure veenbodems, en ze werken nog beter in veenbodems met een dun kleidek. Met een goede natte veenlaag onder een kleidek kan de bodemdaling theoretisch nul worden. Onderwaterdrains zijn niet zinvol in veenweidegebieden met veel kwelwater. Daar is de grondwaterstand al hoog, en draineren onderwaterdrains vooral, waardoor de kwel misschien wel wordt gestimuleerd. In sommige gebieden met veenweidenatuur kunnen onderwaterdrains worden toegepast, ook al staan slootpeilen daar vaak hoger dan in veenweidegebieden met landbouw. In Engeland zijn experimenten uitgevoerd om veengraslanden met onderwaterdrains in het voorjaar nat te houden voor de weidevogels. Later in het jaar helpen de drains juist om de percelen droger te maken, zodat begrazing kan zorgen dat de veengraslanden niet dicht groeien met struikgewas en bos. Maatwerk Toepassen van onderwaterdrains is maatwerk. De sleutel is de grondwaterstand. Die moet zodanig zijn, dat de veenweide in de zomer niet verdroogt en in de winter niet drassig wordt. Onderwaterdrains werken het best bij slootpeilen tussen de 35 en 60 centimeter onder maaiveld. Bij slootpeilen hoger dan 35 centimeter onder maaiveld is de veenweide al snel te nat voor de moderne melkveehouderij. Dan levert investeren in onderwaterdrains de boer niets op. mm / year Bij slootpeilen lager dan 60 centimeter onder maaiveld zullen de onderwaterdrains ook in droge periodes blijven draineren. Daardoor verdroogt de veenweide juist sterker. Meer dan de helft van de westelijke veenweidegebieden is geschikt voor het toepassen van onderwaterdrains. Drains kunnen ook in minder geschikte gebieden positieve effecten hebben. Het is echter logisch om de onderwaterdrains dáár toe te passen, waar ze het meest bijdragen aan de vermindering van de bodemdaling en het klimaatbestendig maken van het veenweidegebied. Dat zijn de veenweidegebieden zonder kwel met pure veenbodems of veenbodems met dun kleidek, waar het slootwaterpeil tussen de 35 en 60 centimeter onder maaiveld staat. Maaivelddaling modelberekening pure veengronden, regulier pijlbeheer, drooglegging 50 cm Current climate W 2050 W Slow down fall in ground through OWD without OWD Maaivelddaling bij drie klimaatscenario s, met en zonder onder waterdrains OWD. Onderwaterdrainage kan de maaiveld daling wel beperken maar niet stoppen. Cijfers op basis van modelberekeningen van Van den Akker et al Veld studies suggeren een groter effect van onderwaterdrains (tot 50% reductie). 13

14 Drie toekomstbeelden We staan voor belangrijke maar moeilijke en ingewikkelde keuzes als het gaat om de toekomst van het veenweidegebied. Elke keuze heeft zijn positieve en negatieve gevolgen, en er zijn veel combinaties van maatregelen mogelijk. Om de keuzemogelijkheden inzichtelijker te maken, zetten we drie mogelijke toekomstbeelden op een rijtje. Business as usual Op dit moment zijn slootpeilen bij de landbouwgebieden in de veenweiden zo ingesteld, dat de melkveehouderij goed kan boeren. Houden we hieraan vast, dan zal de bodem blijven dalen, en zullen slootpeilen die daling telkens opnieuw blijven volgen. Voor de boeren wordt het op den duur steeds moeilijker en kostbaarder. De bodemdaling is niet gelijkmatig, waardoor het moeilijker wordt om het land droog te houden. Omdat het slootpeil de bodemdaling volgt, zal de wegzijging afnemen en de kwel toenemen, en ook daardoor wordt het land natter. Voor waterschappen geldt dit nog sterker, want het aantal peilgebieden en onderbemalingen zal sterk toenemen, de kosten voor het waterbeheer zullen navenant stijgen, en natuurgebieden zullen moeilijker beheersbaar worden vanwege de sterkere wegzijging. Die gevolgen zullen alleen maar erger worden als de klimaatverandering doorzet. Dat levert grote maatschappelijke kosten op. Zonder onderwaterdrains vernatten Als we geen onderwaterdrains toepassen, maar wel vasthouden aan de beleidsdoelen om de bodemdaling te verminderen en het watersysteem minder afhankelijk te maken, dan zal de enig mogelijke maatregel zijn om slootpeilen te verhogen. Daardoor wordt het veenweidegebied vernat, en neemt de oxidatie van het veen af. Dit heeft wel tot gevolg dat het eeuwenoude cultuurlandschap van de veenweide onder druk komt te staan. Een rendabel boerenbedrijf is er niet meer mogelijk, omdat de kosten om een melkveehouderij te onderhouden in het drassige veenweidegebied te veel gaan stijgen. De vraag is dan: wie gaat dat cultuurlandschap onderhouden? Mogelijk kunnen boeren ingezet worden als gesubsidieerde landschapsbeheerder. De klimaatverandering zorgt dat het vernatte veenweidegebied in de toekomstige droge periodes erg veel water nodig heeft. Ook hier zijn de maatschappelijke kosten dus hoog. Onderwaterdrains Het toepassen van onderwaterdrains zorgt dat vooral in gebieden met pure veenbodem en veen bodem met kleidek de bodemdaling ver mindert. Een rendabele landbouw blijft mogelijk, waardoor de melkveehouders de combinatie van landbouwproductie en landschapsbeheer kunnen voortzetten. Het cultuurhistorische veenweidelandschap kan daardoor nog lange tijd grotendeels behouden blijven. Waterbeheerders zullen wel rekening moeten houden met de grotere aan- en afvoer van water die onderwaterdrains veroorzaken, en de grotere vraag naar water in droge periodes. Onderwaterdrains vergen ook een investering. Uitgaande van een aanlegprijs van een euro per strekkende meter kost de aanleg van onderwaterdrains 1666 euro per hectare. Inclusief afschrijving, rente en onderhoud over 25 jaar is dat jaarlijks 165 euro per hectare. De grote vraag is wie dat gaat betalen. 14

15 Onderwaterdrains in het veenweidegebied Colofon Dit is een uitgave van de provincie Zuid-Holland. november 2010 Provincie Zuid-Holland Postbus LP Den Haag Fotografie provincie Zuid-Holland Productiebegeleiding Bureau Media Diensten, provincie Zuid-Holland Ontwerp Haagsblauw, Den Haag Archiveringsnummer

16