Met goed watermanagement kan er zó veel meer

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.’