Op veldwerk met KWR

Janine aan het woord: “Binnen de programma’s Lumbricus, KLIMAP en mijn promotieonderzoek werken we aan de vraag of en hoe regelbare drainage met subirrigatie (omgekeerde drainage) kan bijdragen aan een meer robuust watersysteem. Deze techniek betekent: water vasthouden en aanvullen als het kan, en alleen afvoeren als het moet. Zelfs in gebieden met een neerslagoverschot als Nederland wordt het steeds complexer om voldoende water van de juiste kwaliteit op het juiste tijdstip en de juiste plek beschikbaar te hebben. Dit komt bijvoorbeeld door klimaatverandering, toename van weersextremen (nat en droog), verstedelijking, en toename van watergebruik voor verschillende functies. Maar ook het Nederlandse watersysteem draagt bij aan het vraagstuk over waterbeschikbaarheid, omdat het vooral is ingericht op het afvoeren van water.”

“Met verschillende pilots onderzoeken we de werking van subirrigatie op veldschaal, maar ook hoe het inpasbaar is binnen het regionale systeem. We doen dit bijvoorbeeld door meetgegevens bij veldproeven op de zandgronden te verzamelen, zoals in Stegeren, America, Lieshout en Haaksbergen. Met die meetgegevens kunnen we onze rekenmodellen toetsen, zodat hiermee de kansen en knelpunten van subirrigatie in andere gebieden en periodes in beeld kunnen worden gebracht.”

Regelbare drainage met subirrigatie

Janine legt uit hoe subirrigatie werkt. “Drainage kennen we als een buizensysteem onder de grond dat grondwater afvoert naar het oppervlaktewater. Wanneer het uiteinde van dit buizensysteem is gekoppeld aan een zogenoemde verzamelput, wordt het systeem regelbaar. Door de waterstand in de put, en hiermee de ‘drainagebasis’, actief in te stellen, kan geregeld worden hoeveel water wordt afgevoerd (drainage), vastgehouden óf geïnfiltreerd (subirrigatie). Bij subirrigatie wordt water in de verzamelput gepompt. Zodra het waterpeil in de put hoger is dan de grondwaterstand in het perceel, infiltreert het water uit de buizen in de bodem, stijgt de grondwaterstand en verbetert de waterbeschikbaarheid voor het gewas. In de veldproeven gebruiken we verschillende bronnen van water voor subirrigatie: oppervlaktewater, gezuiverd restwater (industrieel en huishoudelijk) en ondiep onttrokken grondwater. We kwantificeren het effect van de maatregel op de waterbeschikbaarheid van gewassen en de verandering van de druk op het grondwater.”

Werken als Young Water Professional

Wat maakt Janine enthousiast over haar werk als Young Water Professional bij KWR? Ze vertelt: “Opgegroeid in de polder en na een opleiding aan de Wageningen Universiteit, voelde ik mij in eerste instantie meer aangetrokken tot de praktische kant van het waterbeheer dan tot de wetenschap. Maar tijdens mijn masterthesis in Israël en stage bij KWR ontdekte ik dat ik de wetenschap hartstikke interessant vond. In 2019 startte ik met mijn werk bij KWR als onderzoeker Ecohydrologie. En in november 2020 begon ik met mijn promotieonderzoek, onder begeleiding van Ruud Bartholomeus, onderzoeker bij KWR en verbonden aan Wageningen Universiteit. Een ontzettend mooie kans om mijzelf verder te ontwikkelen en om wetenschap te linken aan de praktijk. Het begrijpen van het watersysteem door de combinatie van veldwerk, data-analyse en modelleerwerk geeft mij de meeste energie. Op deze manier hoop ik puzzelstukjes te kunnen leveren om beter om te gaan met het beschikbare zoetwater in Nederland. Ik kijk uit naar de komende jaren!”

Regelbare drainage met subirrigatie is toepasbaar wanneer een waterbron beschikbaar is om water in het buizensysteem in te brengen. Zulke waterbronnen zijn bijvoorbeeld oppervlaktewater, gezuiverd restwater of grondwater. In Haaksbergen is een veldproef ingericht in samenwerking met KnowH2O en Waterschap Vechtstromen. In de veldproef wordt een deel van het RWZI-effluent in het drainagesysteem gepompt. Op deze manier wordt restwater hergebruikt in plaats van geloosd op het oppervlaktewater (de Bolscherbeek). Het proefperceel wordt gemonitord om de effecten op zowel de kwantiteit als kwaliteit van het grondwater te meten. Deze monitoring is ondergebracht in onderzoeksprogramma’s, zoals WiCE, Lumbricus, KLIMAP en NWO-RUST.

Het proefperceel is ingericht met diverse meetpunten voor het bepalen van de waterkwaliteit. Ook worden hier de grondwaterstanden, het drainageniveau (in de put), bodemvochtgehalte en pomphoeveelheden vastgesteld. De sensoren bevinden zich grotendeels onder de grond en zijn ingemeten (coördinaten, NAP-hoogten) met speciale landmeetapparatuur (RTK-GPS), dat tevens wordt gebruikt om de sensoren weer op te zoeken (foto).

De waterstand in de peilbuizen wordt zowel handmatig gemeten (links) als geautomatiseerd. Elk kwartier vinden metingen plaats door drukopnemers, die – net als bodemvochtsensoren – via telemetrie met een online dataportaal zijn verbonden. Met de handmetingen kunnen de automatische metingen worden gecontroleerd en eventueel gecorrigeerd. De metingen geven inzicht in het effect van subirrigatie op de grondwaterstand.

Wanneer het grondwaterniveau lager is dan het drainageniveau in de put, stroomt water in het buizensysteem. Met een regelmechanisme in de put is het drainageniveau zodanig instelbaar dat in droge tijden water wordt vastgehouden. In nattere tijden is wellicht afvoer nodig. Op de foto leest Dion van Deijl (KnowH2O) de sensor in de drainageput uit.

Het gezuiverde restwater dat in Haaksbergen gebruikt wordt voor subirrigatie bevat nog verontreinigingen. Het is belangrijk om inzicht te krijgen hoe die verontreinigingen zich naar de wortelzone van het gewas verspreiden en naar het diepere grondwater. Daarom is een meetnet ingericht om op specifieke plekken en dieptes (tot ± 10 meter) watermonsters te nemen.

Dominique Narain-Ford (PhD-student NWO-RUST) filtreert tijdens de veldwerkdag de watermonsters, die meteen worden doorgestuurd naar het lab voor diverse analyses. Zo wordt onder andere de verhouding bepaald tussen Chloride en Bromide (als tracer) en wordt onderzocht of er restanten van geneesmiddelen in zitten.