OWASIS: enkele technische achtergronden

Enkele technische achtergronden bij de droogtekaarten gepubliceerd door de Volkskrant

Grondwater, bodemvocht en beschikbare bodemberging

De droogtekaarten zoals deze zomer worden gepresenteerd in de Volkskrant, zijn gebaseerd op OWASIS-informatie. Deze informatie geeft een indicatie van de droogte in een gebied, door middel van een vergelijking van de huidige situatie met het langjarige gemiddelde (1970-2015). OWASIS combineert hiervoor actuele neerslag- en verdampingsdata met het landelijk hydrologisch model. De informatie is een weergave van de beschikbare berging in de bodem en wordt door waterschappen operationeel gebruikt voor een schatting van de aanwezige watervoorraad in hun gebied en het watertekort in de ondergrond.

De laag tussen het oppervlak en het grondwater noemen we de ‘onverzadigde zone’, waarin vocht (water) en lucht aanwezig is. Als het regent wordt de onverzadigde zone aangevuld; het water verdeelt zich dan over het bodemprofiel; een deel stroomt door naar het grondwater (percolatie) en een deel blijft in de onverzadigde zone hangen. Van daaruit kan het opstijgen (capilair) en verdampen. Is er een overschot aan water dan neemt het vochtgehalte in de bodem toe en neemt de nog beschikbare berging in de bodem af.

De informatie die we in de kaarten tonen is een maat voor de beschikbaarheid van water in de onverzadigde zone. Is deze meer dan het langjarige gemiddelde, dan kleurt een gebied in de kaart blauw; is deze minder, dan kleurt een gebied rood. Als het grondwater heel diep is, zeg enkele tot tientallen meters, dan is het vocht verdeeld over een grote hoogte. Dit is het geval bij de hoger gelegen zandige Veluwe en de duinen langs de kust.

In die bewuste gebieden is het proces van bevochtiging of uitdroging van de ondergrond een heel langzaam proces. Het kan daarom voorkomen dat in de kaart nog de relatief natte situatie wordt weergegeven voor de diepe onverzadigde zone, bijvoorbeeld voortkomend uit een nat voorjaar, terwijl aan het oppervlak er van die situatie door recente uitdroging niets meer te merken is. Sterker, aan het oppervlak kan het zelfs kurkdroog zijn, met een watertekort voor de vegetatie.

De OWASIS-kaarten geven een gemiddelde over de onverzadigde zone, wat voor gebieden met een ondiepe grondwaterstand, zoals veenweidegebieden, een duidelijke indicator is voor de droogte. Voor de droogte van de Veluwe is het voor een dergelijke indicator beter om te kijken naar de hoeveelheid vocht in de bovenste laag van de bodem, zeg tussen 0.5 en 1.0 m diep.

In Fig. 1 en Fig. 2 zijn twee kaarten te zien: de beschikbare bodemberging (Fig. 1), zoals gepubliceerd in de Volkskrant en het beschikbare vochtgehalte in de bovenste laag van de bodem (Fig. 2). Beide kaarten geven de stand van de afgelopen zeven dagen ten opzichte van het langjarige gemiddelde.

Fig. 1. Beschikbare bodemberging (vergelijkbaar met de droogtekaart in de Volkskrant) ten opzichte van het langjarige gemiddelde (1970-2015).

Fig. 2. Beschikbare bodemvocht ten opzichte van het langjarige gemiddelde (1970-2015).

Bij de legenda

In de legenda van de kaarten betekent de kleur blauw ‘nat’ en rood betekent ‘droog’. De indicator voor bodemvocht loopt van 0 tot 100 waarbij 0 rood is en 100 blauw. Van elk punt op de kaart wordt voor de actuele situatie gekeken hoe vaak de waarde is voorgekomen in de langjarige dataset.

Bijvoorbeeld: de waarde 10% voor een locatie geeft aan dat er voor dat locatie slechts in 10% van de dataset een lagere waarde is voorgekomen en in 90% van de tijd een hogere waarde. Het was maar in 10% van de jaren droger en daarom betreft het een relatief droge situatie (rood). Een waarde van 50% betekent dat het in 50% van de tijd droger was en in 50% van de tijd natter, ofwel een ‘normale’ situatie. Een waarde van 80% betekent dat het in 80% van de jaren droger was, en daarom betreft het een relatief natte situatie (blauw).

De indicator van de beschikbare bodemberging werkt precies andersom. De beschikbare bodemberging geeft aan hoeveel ruimte er nog is in de onverzadigde zone. Als de onverzadigde zone vol is met water, is er weinig bergingsruimte beschikbaar. De schaal van de indicator relatieve bodemberging is daarom omgekeerd. De kleuren van deze indicator lopen van blauw (0%) naar rood (100%), zodat rood ook hier nog ten opzichte van normaal staat voor ‘droger’ en blauw voor ‘natter’.

Bodemvocht en beschikbare bodemberging in de tijd

Hoe het verloop van deze variabelen is in de tijd is in Fig. 3 en Fig. 4 weergegeven voor twee locaties in Nederland: in het veenweidegebied van Lopik met ondiepe grondwaterstanden (Fig. 3) en in de zandige ondergrond van Lunteren, aan de rand van de Veluwe (Fig 4).

Duidelijk is te zien dat het in februari 2020 stevig heeft geregend, met een meer dan gemiddelde toename van het bodemvocht. Het in die periode ontstane overschot aan water komt in een vlak gebied als Lopik tot afstroming en is inmiddels weggepompt en uit de bodem verdwenen. De droge periode die daarop volgt leidt vervolgens tot een gemiddeld dalende grondwaterstand en een laag bodemvochtgehalte. Door het lage bodemvochtgehalte ontstaat als vanzelf meer ruimte in de bodem voor water en daarom neemt de beschikbare bodemberging toe.

Deze effecten zijn in de zandige ondergrond van Lunteren anders: de neerslag in februari heeft het grondwater aangevuld en dat vormt gedurende de zomer een basis voor een gemiddeld nattere ondergrond. Als gevolg daarvan is over het hele bodemprofiel genomen, de hoeveelheid vocht relatief groot en is de beschikbare bodemberging klein (blauw fig. 1). Kijken we evenwel naar het vocht in de bovenste laag van de bodem, dan zien we, evenals in Lopik, een droogtesituatie (rood in fig. 2).

Figuur 3: OWASIS droogte indicatoren in het veenweidegebied van Lopik.

Figuur 4: OWASIS droogte indicatoren in de zandige ondergrond van Lunteren, aan de rand van de Veluwe.

De resultaten zijn gebaseerd op beschikbare data en modellen

Voor het verkrijgen van alle OWASIS-informatie wordt gebruik gemaakt van het landelijk hydrologisch model (LHM). Een dergelijk model is een benadering van de werkelijkheid, waarbij verschillende aannamen zijn gedaan. Zo worden landelijke datasets gebruikt (landgebruik, peilbeheer, gewassen), waarbij gedetailleerde lokale ingrepen en veranderingen (zoals die mogelijk in de droge zomer van 2018 hebben plaatsgevonden) niet vanzelfsprekend zijn meegenomen.

De gepresenteerde kaarten zijn bedoeld om inzicht te verschaffen in het droogtefenomeen in algemene zin; details op de kaarten kunnen afwijken van de werkelijke situatie.

Meer weten over OWASIS? Neem dan contact met ons op.