Met goed watermanagement kan er zó veel meer
Weinigen
benaderen de bodem zo breed als hydroloog Jasper Griffioen. Zo onderzoekt hij
het tempo van bodemdaling, het effect van de toevoeging van olivijn aan
havenslib, de doorlatenheid van aquitards, de grondwaterkwaliteit en, in het
buitenland, het tegengaan van de vervuiling van de Ganges en de bescherming van
de tijgerhabitat in Nepal en India. Het is slechts een greep.
Jasper Griffioen –
eigen foto
Hergebruik van slib
Jasper
Griffioen is voor 50 procent van zijn tijd verbonden aan TNO en voor 50 procent
verbonden aan het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling, onderdeel
van de Faculteit Geowetenschappen van de Universiteit Utrecht. Namens TNO maakt
hij deel uit van het Regieteam Expertisenetwerk Bodem en Ondergrond (ENBO). Onderzoekt
zelf, en begeleidt talloos vele jonge onderzoekers. Zoals naar de toepassing
van slib als bouwstof. Alleen al in de Rotterdamse haven en de vaargeul
ernaartoe, wordt jaarlijks 20 miljoen kubieke meter specie weggebaggerd. Nu
gaat vervuild slib naar baggerdepots. Als het schoon is, lozen de baggeraars
het op zee. Bij het baggeren komt CO2 vrij via de uitlaatgassen van
de baggerschepen en de schepen die het slib transporteren. Ook het slib zelf is
een producent van het broeikasgas als het in aanraking komt met zuurstof. Het
bevat koolstof in de vorm van organisch materiaal dat wordt omgezet in CO2.
Griffioen begeleidt een onderzoek naar een methode om de CO2 emissie
uit het slib op te lossen. Dat kan volgens hem door er ‘reactieve
silicaatmineralen’ door te mengen. Hij noemt olivijn. Dit is een mineraal die
het broeikasgas CO2 opslurpt. ‘Met op die manier slib op te
waarderen kun je dit als nuttige bouwstof gaan inzetten. Niet om woningen mee
te bouwen, maar bijvoorbeeld om de Marker Wadden aan te leggen’.
Snelheid van
bodemdaling
Een
ander onderzoek dat Griffioen begeleidt is het programma LOSS (‘Living on Soft
Soils’). ‘Daarin wordt het tempo van de bodemdaling gemeten en de effecten
daarvan doorberekenend in modellen’, licht hij toe. Zowel klei- als
veengebieden worden hierin betrokken.
Wereldwijd,
want niet alleen in Nederland, wonen ruim 500 miljoen mensen in rivierdelta’s.
Deze gebieden worden gekenmerkt door hun vaak zachte ondergrond en worden
desondanks steeds intensiever gebruikt en steeds dichter bevolkt.
Grondwaterwinning, zware bebouwing en waterpeilverlagingen voor landbouw en
steden doen de bodem inklinken, met schade aan gewassen, bebouwing en
infrastructuur als gevolg. Lage grondwaterstanden door waterpeilverlagingen die
leiden tot bodemdaling, kunnen ook bijdragen aan een warmer wordend klimaat
door de omzetting van drooggevallen veen in broeikasgassen. Tenslotte is een
wegzakkend land onder een stijgende zeespiegel steeds moeilijker droog te
houden.
‘Het
overkoepelende doel van het programma is het integreren van het onderzoek naar
fundamentele oorzaken met dat naar beleidsbeslissingen’, vertelt Griffioen. ‘We
werken met verschillende werkpakketten. De ene is gericht op meten, hoe kunnen
we over zo nauwkeurig mogelijke gegevens beschikken? Bijvoorbeeld met remote
sensing. De andere is gericht op de mechanismen van bodemdaling. Het krimpen
van klei, de geologische daling door veranderingen in het Noordzeebekken, maar
ook op tektonische schaal. We gaan die gegevens samenbrengen en dan op meerdere
manieren bepalen hoe snel de Nederlandse bodem zakt. Zo kunnen we met
computermodellen voor het hele land de factoren bepalen die voor de bodemdaling
verantwoordelijk zijn. Heel expliciet: zijn het menselijke ingrepen,
natuurlijke oorzaken, of een combinatie van beide? Met dezelfde
computermodellen kunnen we ook voorspellen hoeveel de bodem in de toekomst gaat
dalen, met daaraan gekoppeld een sociaal-economische kosten-baten analyse. Dit
doen we voor meerdere toekomstscenario’s vanuit de vraag hoe dit te beheren?
Dus met en zonder veranderingen in landgebruik en waterbeheer. Aanbevelingen
dus voor nieuw te vormen beleid, en voor het bedenken van nieuwe oplossingen om
er als maatschappij mee om te gaan’.
Doorlatendheid
aquitards bepalen
‘Het
onderzoek naar het beter bepalen van de doorlatendheid van aquitards is gestart
in januari’, vertelt Griffioen, ‘en wordt gefinancierd door TNO Geologische
Dienst Nederland (TNO-GDN). Het is erg moeilijk om de doorlatendheid van
aquitards goed in te kunnen schatten. Zo’n laag gesteente of sediment in de
ondergrond heeft in vergelijking tot de omliggende lagen een geringe
doorlatendheid. Maar de verschillen kunnen heel groot zijn. Ook bij het ijken
is er veel interpretatieruimte mogelijk. In tegenstelling tot een aquifer als
een zandlaag. We zijn al jaren bezig met doorlaatheidmetingen op puntschaal en
met pompproeven. Hoe kunnen we die nu goed opschalen naar een lokale of
regionale schaal? Dan kun je aan regionale scenario’s voor droogte bijvoorbeeld
werken. En zo landelijke en provinciale grondwatermodellen voeden’.
‘Als
eerste hebben we proeven gedaan met het karakteriseren van de Laag van Velsen,
de onderkant van het Holoceen. Een normale, compacte kleilaag. En toch was er
grote verwarring over de doorlatendheid van die laag. Een factor 100 van
verschil vaak. Dat zijn we nu aan het duiden. Van die puntmetingen bijvoorbeeld
maken we een ondergrondmodel, en die matchen we met andere proeven, zoals een
pompproef. Zo willen we erachter komen of we aan de hand van verschillende
soorten waarneming tot een betere karakterisering kunnen komen. En daarmee
bijvoorbeeld bijdragen aan REGIS II [REGIS II is een 3D-lagenmodel dat de
ondergrond van Nederland tot ongeveer 500 meter onder NAP weergeeft, GeoTop
voor diepte tot circa 50 meter beneden NAP – red.]’.
Regionale
karakterisering grondwaterkwaliteit
Het
project ‘Regionale karakterisering grondwaterkwaliteit’, is een al langer
lopend project, zegt Griffioen. ‘De aanleiding was dat in het grondwater in
West-Nederland van nature hoge fosfaat- en ammoniumconcentraties worden
aangetroffen. De vraag is wat betekent dit voor het oppervlaktewatersysteem.
Mestgebruik door de landbouw is in West-Nederland niet altijd als dé grote bron
aan te wijzen. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht dat het veen de
“natuurlijke’’ bron is, is dat niet altijd het geval. In droogmakerijen is ook
een hoge achtergrondbelasting door nutriëntrijke kwel. Denk hierbij ook aan de
Holocene mariene afzettingen van de Formatie van Naaldwijk. We proberen te
herleiden uit welke geologische afzettingen die nutriënten voortkomen. Ook kijken
we naar verzilting en verzoeting. Hoe is die regionaal verdeeld? Die patronen
proberen we regionaal te herkennen’.
‘In
de praktijk kun je met die gegevens beter, ruimtelijk interpoleren waar nu die
hoge concentraties zitten. Het is nu nog niet goed bekend hoe de vlekken met
hoge concentraties zijn verspreid. Zo kun je bijvoorbeeld scherper de bijdrage
van de landbouw en de meer natuurlijke kwelbijdrage onderscheiden. Wanneer je
de herkomst beter in de vingers hebt, kun je beter en gedifferentieerder beleid
maken’.
Cleaning the
Ganges
Ook
is Jasper Griffioen internationaal met de bodem bezig. Zo is hij betrokken bij
een onderzoek om de vervuiling van de Indiase rivier de Ganges tegen te gaan.
‘Zwaar vervuild en ernstig verdroogd’, aldus Griffioen. ‘Samen met Indiase
collega’s, Deltares, een PhD aan Wageningen University& Research en een PhD
aan de Universiteit Utrecht onderzoekt hij mogelijkheden tot verbetering. Het
initiatief daartoe kwam van de Indiase overheid, die in 2016 de National Mission
Clean Ganga (‘Namami Gange’) introduceerde om rivierverjonging te realiseren en
de vervuiling van de Ganges te verminderen.
‘We
zijn gestart met een pilot; de Hindon, een zijrivier van een zijrivier van de
Ganges. Een te overzien gebied, aan de voet van de Himalaya. De vervuiling daar
wordt veroorzaakt door onder andere het afvalwater van papierfabrieken en het
rioolwater van de steden. Echt een heel smerige rivier. Maar waarschijnlijk ook
uitspoeling van pesticiden naar het grondwater. We leggen in het zoeken naar
oplossingen het accent op de landbouw. Het is een dichtbevolkt gebied met heel
veel waterstress. Moessons, en dan weer tijden van grote droogte. Nu
bijvoorbeeld die enorme hittegolf. Een vruchtbare bodem, die een betere, meer
optimale beheersing verdient. Veel suikerriet wordt er verbouwd, aanvankelijk
door de boeren voor zichzelf, maar later ook voor de markt. Die intensivering
heeft tot meer waterverbruik geleid, en vervolgens ook tot meer
watervervuiling. Onze onderzoeksvragen richten zich bijvoorbeeld op mogelijke
variatie in gewassen en op de vraag hoe er minder vervuilende stoffen,
waaronder pesticiden, in het water terechtkomen? We vragen ons af of de
pesticiden ook in het lokale drinkwater zitten. We hopen dat het onderzoek
leidt tot een aantal aanbevelingen, waaronder hoe rekening te houden met
klimaatveranderingen en voor beheer en vergroting van het grondwater’.
Save the tiger
En
dan is er het project ‘Red de tijger! Red de graslanden! Red het water!’ Een
door het NWA (Nationale Wetenschapsagenda) gefinancierd NWO-project waarin
samen met lokale natuurbeschermingsorganisaties oplossingen worden bedacht om
het leefgebied van de tijgers te verbeteren.
Griffioen
is projectleider: ‘In 2010 is het TX2 initiatief genomen, ofwel “verdubbel het aantal
wilde tijgers van 3.200 in 2010 naar 6.000-7.000 in 2022”. Dat heeft meer
consequenties dan je zou verwachten’.
‘Een
kwart van alle 4.000 tijgers die nog in het wild leven, bevindt zich aan de
voet van het Himalaya-gebergte in de Terai-regio in Noord-India en Nepal. Daar
jagen ze op de graslanden in de uiterwaarden van rivieren op herten als hun
prooi. Zowel klimaatverandering als menselijk ingrijpen in het watersysteem
veranderen de waterhuishouding van die graslanden. Denk aan meer irrigatiekanalen,
bouw van waterkrachtcentrales in de Himalaya, etc. Het resultaat is langere
perioden van droogte, verlies van grasland en minder herten. De natuurparken
zijn waarschijnlijk te klein voor meer tijgers. Als gevolg hiervan verlaten
tijgers de nationale parken op zoek naar voedsel, wat leidt tot tijgeraanvallen
op mensen en, omgekeerd, vergeldingsacties. Die conflicten nemen toe, door
zowel de groei in bevolkingsaantal als in de groei van het aantal tijgers’.
‘Ons
project is gericht op de tijgerhabitat en bestaat uit verschillende
werkpakketten waaraan meerdere PhDs werken. We bestuderen de gevolgen van
klimaatverandering, de transitie van gras naar boslandschap – en weer terug –
we kijken naar de natuurlijke fluctuatie van grondwaterstanden als gevolg van de
seizoensmoessons en periodes van droogte. We bestuderen ook de invloed van
verschillen in nutriëntbeschikbaarheid en waterstress op de grasgroei. En we
onderzoeken de voedselkeuze van verschillende soorten herten en observeren
veranderingen in hun gedrag als gevolg van hitte- en waterstress. Door de
situatie in verschillende nationale parken met elkaar te vergelijken, kunnen we
de best practices eruit halen, die als voorbeeld kunnen dienen voor toekomstig
natuurbeleid.’