Waterstroming in de Westbroekpolder

Kwel versus Zuiging

door Sander van Andel

Inleiding

Op 2 oktober 2002 is een veldexperiment gedaan in de polder Westbroek die gelegen is ten noorden van Utrecht in het gebied van de Vechtse plassen. Oorspronkelijk bestond dit gebied uit een zandlaag met daar boven een 0.5-6.0m dikke veen laag. In de 12^de eeuw werd het gebied geschikt gemaakt voor landbouw door het graven van afwateringskanalen. Vanaf de 17^de eeuw werden sommige delen gebruikt voor de productie van turf. Dit werd gedaan door kavels verspreid uit te graven om het veen daarna te laten drogen op legakkers. De zo genoemde "petgaten" werden gekoloniseerd door waterplanten wat door successie trilveen werd en uiteindelijk overging in Elzenbroek bos. In de Westbroek polder zijn door beheer van de mens al deze verschillende successie stadia te zien.

De grondwaterstroom staat onder invloed van druk verschillen die veroorzaakt worden door zwaartekracht en verschillen in geologie van de bodem. Het water wordt aangevoerd vanuit de hoger gelegen Utrechtse Heuvelrug en stroomt naar de lagergelegen Vechtseplassen (zie figuur 2). Deze stroom gaat in dit gebied door de zandlaag deze doorlaatbare laag wordt een aquifer genoemd. Een slecht doorlaatbare laag wordt een aquitard genoemd..

De druk verschillen kunnen kwel of wegzuiging te weg brengen. Als er kwel is betekend dit dat er een hoge druk in de diepe grondwaterstroom is. Wanner een peilbuis in de waterstroomlaag komt zal de water meting hoger uitkomen dan het grondwaterniveau. Als er wegzuiging is zal in de peilbuis de water meting lager uitkomen. Het water wordt hier weggezogen omdat het naar lager gelegen gebieden wordt getrokken door de zwaartekracht.

In dit veld experiment hebben we op vier verschillende locaties het waterniveau gemeten in twee peilbuizen van verschillende lengte. De korte peilbuis komt uit in de veenlaag waardoor je de grondwater stand kan meten. Met de lange peilbuis die uit komt in het zand kan je de druk in het diepere grond water meten. De vraag hierbij was of er op een locatie wegzuiging of kwel was.

Materiaal en Methode

Grondwater niveau wordt gemeten met Peizometers (peilbuizen). Dit zijn buizen met een smalle diameter. Onderaan hebben ze een aantal spleetjes waar het water door heen kan stromen. Om te zorgen dat deze spleetjes niet verstopt raken zit hier een filtersok om heen. Op vier verschillende locaties (zie figuur 1) is het waterniveau of stijghoogte gemeten in twee

peilbuizen van verschillende lengtes.

Figuur 1. ontbreekt!

De één komt uit in de veenlaag de ander in de zandlaag (zie figuur 2). Het water niveau in de peilbuizen gemeten door een lint met klokvormig aanhangsel langzaam in de buis te laten zaken. Het waterniveau is af te lezen op het punt waar men een hol geluid hoort.

Vervolgens wordt het verschil tussen de twee buizen van één locatie gemeten (Δ h) door het kleinste dieptegetal van de grootste af te trekken. En hier uit wordt afgeleid of er kwel is of wegzuiging.

Resultaten

In de resultaten is te zien dat op locatie 1, 2 en 3 het waterniveau in de zandlaag 4 á 5 cm lager is dan het waterniveau in de veenlaag. Op locatie 4 is het waterniveau veel lager in de veenlaag t.o.v. de zandlaag (zie tabel 1).

TABEL 1.

locatie	Waterniveau h (diepte in cm)		Δ h (in cm)	kwel/ wegzuiging
	zandlaag	veenlaag
1	79	75	4	zuiging
2	51	46	5	zuiging
3	46	42	4	zuiging
4	32	63	31	kwel

Discussie

Bij locatie 1,2 en 3 is spraken van wegzuiging omdat het water niveau in de zandlaag lager is dan in de veenlaag. Dit duid op een negatieve druk in de waterstroom die zich in de zandlaag bevindt. Deze negatieve druk of zuiging wordt veroorzaakt door de gravitatiekracht van de lager gelegen gebieden van bijvoorbeeld de Vechtseplassen. Op locatie 4 is wel spraken van kwel. Dit kan komen omdat deze locatie het dichtst bij de Utrechtse Heuvelrug is en hier de druk hoger is door het water dat naar benden stroomt van de Heuvelrug. De druk die wordt gecreëerd door het water dat van de heuvel naar beneden stroomt is veel hoger (31 cm) dan de negatieve druk die wordt veroorzaakt door weg stromend water naar de plassen(4 á 5). Wel opvallend is de gelijkenis tussen de Δ h's van locatie 1,2 en 3. Dat locatie 3 een zelfde Δ h heeft als 2 en 1 lijkt er op te duiden dat de druk toch relatief snel wordt afgeremd. Duidelijk voor de situatie is hoe het water niveau in de zandlaag dieper komt te liggen naarmate de locatie verder van de Utrechtse Heuvelrug is.

Conclusie

Het verschil in stijghoogte (Δ h ) en of er kwel of wegzuiging is kan worden verklaart door de verschillende locaties waar de waterniveaus zijn op gemeten.