Akkerbouw

Achtergrond

Zoetwatervraag efficiënt oplossen is maatwerk

De zoetwaterschaarste neemt toe en onderzoeksinstituut Deltares zoekt naar oplossingen voor de agrarische sector. Die oplossingen moeten naast efficiënt en duurzaam ook relatief goedkoop zijn.

“De vraag naar zoet water neemt toe”, zegt geohydroloog Tobias Mulder, van de afdeling grondwaterbeheer van Deltares. Zeker na de droge zomer van 2018 zien Mulder en zijn collega’s dat de interesse voor technieken om water te conserveren toeneemt. “Door de waterschaarste neemt de behoefte om het zoete water beter te managen sowieso toe. Maar vooralsnog is er tijdens droge zomers zoet water nodig, van voldoende kwaliteit op de juiste plek en op het juiste moment”, weet Mulder. “Zeker in bijvoorbeeld de provincie Zeeland, waar de zoetwatervoorraad beperkt is. Verzilting van grondwater is zeker niet alleen een probleem van de agrarische sector. Ook drinkwaterbedrijven proberen zich te weren tegen verzilting van putten. We moeten nu al inspelen op factoren die de watervraag doen toenemen, zoals bevolkingsgroei en klimaatverandering inclusief de zeespiegelstijging. Hoe? Dat is echt maatwerk en sterk locatie-afhankelijk. We proberen in elk geval te voorkomen dat we overtollig zoet water zomaar naar de zee laten stromen.”

De zoet-zout verdeling in Zeeland. Rood is zout, blauw is zoet. - Bron: Go-Fresh
De zoet-zout verdeling in Zeeland. Rood is zout, blauw is zoet. - Bron: Go-Fresh

Drie systemen getest

Hiertoe worden drie systemen getest in het Kennis voor Klimaat-project Go-Fresh (Geohydrological Opportunities Fresh Water supply) in de Zuidwestelijke Delta, waarvan Deltares kartrekker is. De technieken die worden beproefd zijn het Kreekrug Infiltratie Systeem, Freshmaker en Drains2Buffer. “Boeren zijn er enthousiast over en zeggen: test het maar bij mij, geen probleem.”

Het doel van het project is bestaande zoetwatervoorraden beter benutten en nieuwe voorraden creëren, zodat watergebruikers zelfvoorzienender worden.

De aanleg van peilgestuurde drainage. Hierme kan de waterstand in de bodem worden geregeld. - Foto: Bert Jansen
De aanleg van peilgestuurde drainage. Hierme kan de waterstand in de bodem worden geregeld. - Foto: Bert Jansen

Proeven in Zeeland

Zeeland is het epicentrum voor deze proeven, aangezien de beschikbaarheid van zoet water hier het meest onder druk staat. De zoet-zout-grondwaterverdeling van Zeeland is met meetapparatuur aan een helikopter in kaart gebracht en dat verschaft al diepgaande informatie over de situatie per perceel. “Als een perceel geschikt lijkt, en de eigenaar is enthousiast, dan is altijd eerst een veldonderzoek noodzakelijk”, vertelt Mulder.

Het Zeeuwse grond- en oppervlaktewater is over het algemeen brak of zout. In de bodem is echter vaak wel een lens van zoet water aanwezig, variërend van enkele decimeters tot zelfs tientallen meters. Die lens vergroten is het doel van de kreekruginfiltratietechniek. In dit systeem wordt de grondwaterstand in de winter met enkele decimeters verhoogd om de zoetwaterlens te vergroten.

De 3 systemen in tekeningen uitgelegd, in winter- en zomersituatie. - Bron: Go-Fresh
De 3 systemen in tekeningen uitgelegd, in winter- en zomersituatie. - Bron: Go-Fresh

Factor 40 dikker

Het Kreekrug Infiltratie Systeem wordt in diverse pilots al getest in praktijk. De zanderige kreekruggen (vroeger zee-armen) zijn hiervoor zeer geschikt, omdat deze veel potentie hebben voor zoetwateropslag. Ze liggen hoger dan de omliggende ingeklonken klei- of veengrond. Dat biedt ruimte om te groeien. “Onder ideale omstandigheden kan de zoetwaterlens een factor 40 dikker worden”, schetst Mulder.

Relatief goedkoop

Dit systeem is een relatief goedkope manier om een zoetwaterlens te vergroten. Veel boeren pompen al van nature water uit de kreekrug. “Maar dat wil je zo effectief en duurzaam mogelijk doen. Daar is wel een slag te slaan. Met peilgestuurde drainage bijvoorbeeld, waarmee je de grondwaterstand kunt reguleren. Ook kun je met meerdere diepdrains slimmer water onttrekken.”

Kreekrug Infiltratie Systeem

Met het Kreekrug Infiltratie Systeem wordt de zoetwaterbel onder een kreekrug uitgebreid door de grondwaterstand te verhogen. Zo kan er meer zoet water uit de grond worden onttrokken in tijden van droogte. De verhoging van de grondwaterstand wordt gerealiseerd met een peilgestuurd drainagesysteem, waarmee drainagepeilen worden opgezet. Ook kan wegstromend zoet oppervlaktewater teruggepompt worden, zodat het alsnog kan infiltreren in de bodem. Verhoging van de grondwaterstand in de winter met 40 tot 50 centimeter leidt op termijn tot een 2 meter dikkere zoetwaterbel. Vuistregel: elke 10 centimeter peilverhoging zorgt voor een halve meter dikkere zoetwaterbel. Kosten: regelbare drainage kost tussen de € 3.200 en € 4.750 per hectare. De jaarkosten aan afschrijving, rente en onderhoud zijn € 510 tot € 790 per hectare. Dat is € 0,16 tot € 0,18 per kuub water. Met deze waterprijs is het systeem vooral geschikt voor intensieve akker- en tuinbouwteelten.

Ondergrondse diepdrains op twee niveau‘s

Daarnaast is er nog de – ietwat duurdere – techniek Freshmaker. Hierbij worden in de ondergrond op twee niveau’s horizontale diepdrains geïnstalleerd. De ondiepe drains infiltreren zoet oppervlaktewater en de diepe drains onttrekken brak grondwater. Dat vergroot de ‘zoete zone’ rondom de drains, van waaruit in droge periodes water voor de gewassen kan worden onttrokken. Die diepdrains kunnen een lengte hebben van 70 meter. De diepdrains moeten soms worden doorgespoeld en dat drijft de prijs op.

Freshmaker voor kreekruggen

De Freshmaker kan op een kreekrug worden aangelegd. Het systeem infiltreert overtollig zoet oppervlaktewater en onttrekt zout water. Zo wordt de zoete lens relatief snel verdikt en vastgehouden in een zone van enkele tientallen meters rond de putten. In de zomer kan het opgeslagen zoete water direct worden ingezet voor (druppel)irrigatie. Ondergrond en lengte van de bronnen bepalen de capaciteit van het Freshmaker-systeem. Kosten: zo’n € 4.500 tot € 9.500 per hectare, afhankelijk van de lengte en diepte van de bronnen. De jaarkosten zijn € 815 tot € 1.225 per hectare. Voor extensieve akkerbouwteelten is dat niet rendabel, maar voor intensieve teelten zoals vollegrondsgroente en meerjarige teelten wel.

Peilgestuurde drainage

Een derde systeem is Drains2Buffer. Hierbij groeit de dunne regenwaterlens door dieper te draineren met peilgestuurde drainage.

Drains2Buffer voor lage percelen

Voor laaggelegen percelen met een dunne regenwaterlens in gebieden met zoute kwel is Drains2Buffer een optie. Met regelbare drainage waarbij de drains dieper liggen dan traditioneel, wordt meer water voor het gewas beschikbaar gemaakt. Een neerslagoverschot dringt verder door in de ondergrond, waar het zoete water het zoute kwelwater terugdrukt. De dieper liggende drains voeren het zoute kwelwater af. Zo groeit de zoetwaterlens naar een nieuw evenwicht. Kosten: € 1.950 tot € 2.900 per hectare, afhankelijk van de drainafstand en de benodigde regelputten of stuwen. De jaarkosten (afschrijving, rente en onderhoud) zijn € 260 tot € 380 per hectare. Ook voor extensieve gewassen is dit snel rendabel.

Spaarzaam met grond

Een waterbassin plaatsen zou ook kunnen, zoals op Proefboerderij Rusthoeve in Colijnsplaat gebeurt. Mulder ziet grote nadelen: “Het is niet snel rendabel om een grote bak op je land te zetten voor wateropslag. Daarbij ben je die locatie kwijt en kan de waterkwaliteit over de seizoenen afnemen. Wij werken er niet mee. Het gaat ons ook echt om wat er in in de bodem mogelijk is. En met het Kreekrug Infiltratie Systeem kun je op die plek bijvoorbeeld bovendien gewoon gewassen blijven telen.”

Verschillende keuzefactoren

Welk systeem je kiest, is van allerlei factoren afhankelijk. Locatie en wens van de gebruiker zijn daarbij wel leidend. Toekomstmuziek is desalinatie van brak grondwater of zeewater, vertelt Mulder. “Zout wordt zoet gemaakt. Nu nog te duur natuurlijk, en het is niet gemakkelijk het restwater wat erg zout is milieuvriendelijk af te voeren, maar dat zou echt een uitkomst kunnen zijn als het verder wordt ontwikkeld. Dat zien we in bijvoorbeeld Singapore; veel geld en weinig zoet water. Dan kan deze techniek de doorbraak zijn. Hier worden echt wel stappen in gemaakt. Als er maar vraag is, komt op termijn het aanbod ook wel.”

Of registreer je om te kunnen reageren.