Flevoland is ontstaan door de drooglegging van delen van de voormalige Zuiderzee in de twintigste eeuw. De Noordoostpolder viel officieel droog in 1942, gevolgd door Oostelijk Flevoland in 1957 en Zuidelijk Flevoland in 1968. De provincie ligt gemiddeld drie tot vijf meter onder het Normaal Amsterdams Peil (NAP) en is daarmee volledig afhankelijk van actief waterbeheer.
Na de drooglegging bestond de bodem uit jonge, waterrijke sedimenten die nog weinig draagkracht hadden. Om de ondergrond geschikt te maken voor landbouw, infrastructuur en bewoning moest deze geleidelijk ontwateren en verstevigen. Dit proces staat bekend als bodemrijping. Tijdens de rijping veranderen de fysische eigenschappen van de bodem als gevolg van ontwatering, krimp, structuurvorming en consolidatie. Deze processen gaan gepaard met maaivelddaling.
Al vóór de inpoldering was bekend dat de bodem na drooglegging zou dalen als gevolg van rijping en compactie. Om deze ontwikkeling te volgen, zijn op ongeveer negentig locaties in Flevoland langdurige metingen uitgevoerd. Voor Oostelijk Flevoland kwamen de voorspelde en gemeten bodemdalingen redelijk goed overeen. In Zuidelijk Flevoland bleek de daadwerkelijke maaivelddaling echter aanzienlijk groter dan verwacht. De bodemdaling die oorspronkelijk voor een periode van honderd jaar was voorspeld, werd daar al ongeveer 25 jaar na drooglegging bereikt.
Deze onderschatting wordt voornamelijk toegeschreven aan verschillen in de ondergrond. Met name het rijpingsgedrag van sterk humeuze kleilagen en de compactie van diepere bodemlagen bleken sterker dan aanvankelijk was aangenomen. Hierdoor trad meer maaivelddaling op dan in de oorspronkelijke prognoses was voorzien.
Om de toekomstige ontwikkeling beter in beeld te brengen, zijn in 2011 nieuwe bodemdalingskaarten voor Flevoland opgesteld. Volgens deze prognoses kan de bodem tussen 2025 en 2050 plaatselijk nog enkele tientallen centimeters dalen. In gebieden met een slappe en organisch rijke ondergrond wordt voor deze periode een maaivelddaling tot circa 50 cm verwacht. Ook na 2050 zal de bodem zich blijven zetten; lokaal kan in de daaropvolgende vijftig jaar nog eens ongeveer 35 cm extra bodemdaling optreden.
Grondwaterbeheer en bodemdaling
Door de voortdurende maaivelddaling komen de grondwaterstanden relatief dichter bij het maaiveld te liggen. Hierdoor neemt de kans op natte omstandigheden toe, wat nadelige gevolgen kan hebben voor de landbouw. Een hoge grondwaterstand kan leiden tot verminderde berijdbaarheid van landbouwgronden, beperkingen voor gewasgroei en een afname van de opbrengst.
Om deze problemen te beperken kan worden gekozen voor een verlaging van het grondwaterpeil of het oppervlaktewaterpeil. Een dergelijke maatregel heeft echter ook neveneffecten. Door een lagere grondwaterstand neemt de effectieve spanning in de bodem toe, waardoor klei- en veenlagen verder kunnen samendrukken. Daarnaast kunnen processen zoals krimp, oxidatie van organisch materiaal en verdere bodemrijping worden versneld. Deze processen leiden op hun beurt weer tot versnelde maaivelddaling.
Hierdoor ontstaat een complexe wisselwerking tussen bodemdaling en waterbeheer. Enerzijds is peilverlaging soms noodzakelijk om de gebruiksfunctie van het land te behouden, terwijl dezelfde maatregel anderzijds kan bijdragen aan een verdere versnelling van de bodemdaling. Het vinden van een duurzaam evenwicht tussen voldoende ontwatering en het beperken van bodemdaling vormt daarom een belangrijke uitdaging voor waterbeheerders en beleidsmakers in Flevoland.
Het bepalen van het effect van grondwaterstand op bodemdaling
Om weloverwogen keuzes te kunnen maken in het peilbeheer is inzicht nodig in de relatie tussen grondwaterstand en bodemdaling. Daarbij is het van belang om te begrijpen hoe veranderingen in de grondwaterstand doorwerken in de verschillende bodemdalingsprocessen, zoals consolidatie, krimp, oxidatie en rijping.
Deze relatie is echter niet eenvoudig te beschrijven. De gevoeligheid van de bodem voor veranderingen in de grondwaterstand verschilt namelijk per locatie en is afhankelijk van factoren zoals bodemopbouw, organisch stofgehalte, dikte van samendrukbare lagen en de historische ontwikkeling van het gebied. Daarnaast reageren bodemdalingsprocessen niet altijd direct op veranderingen in de grondwaterstand; sommige processen kunnen jarenlang doorwerken.
Het voorspellen van de effecten van peilaanpassingen vraagt daarom om een combinatie van metingen, gegevensanalyse en modelberekeningen.
Meten en modelleren van bodemdaling
Bodemdaling is een fenomeen dat zich voordoet over langere periodes. Op korte termijn wordt gesproken van bodembeweging omdat door de ingewikkelde samenhang van processen de tijd uitwijst of de daling definitief is en dus daling is i.p.v. beweging. Langjarige meetreeksen zijn hierbij van groot belang, omdat veel bodemdalingsprocessen zich over tientallen jaren uitstrekken. Bij gebrek aan lange meetreeksen is het een goede optie om bodemdaling te voorspellen aan de hand van modellen.
Met behulp van modellen kan de relatie tussen grondwaterstand en bodemdaling worden gekwantificeerd en kunnen toekomstige ontwikkelingen worden voorspeld. Dergelijke modellen combineren informatie over de bodemopbouw, grondwaterstanden en fysische processen zoals consolidatie, rijping, krimp en oxidatie.
Door verschillende scenario's door te rekenen kunnen de gevolgen van maatregelen, zoals peilverhoging of peilverlaging, worden onderzocht. Hierdoor kunnen waterbeheerders beter inschatten welke effecten een ingreep heeft op zowel de landbouwkundige omstandigheden als de toekomstige bodemdaling.
Voor Flevoland zijn dergelijke modellen van groot belang, omdat zij kunnen helpen bij het ontwikkelen van een duurzaam peilbeheer waarbij de belangen van landbouw, waterveiligheid en bodembehoud zo goed mogelijk met elkaar in balans worden gebracht.
Links/Referenties
https://klimaatadaptatienederland.nl/kennisdossiers/bodemdaling/oorzaken-gevolgen/
https://www.stowa.nl/deltafacts/ruimtelijke-adaptatie/adaptief-deltamanagement/bodemdaling#Bodemdalingsprocessen
https://www.nationaalparknieuwland.nl/nl/het-park/het-ontstaan
https://geo.flevoland.nl/DOC_bodematlas/Bodemdalingskaart_Flevoland.pdf
https://repository.officiele-overheidspublicaties.nl/externebijlagen/exb-2017-52098/1/bijlage/exb-2017-52098.pdf