Inzicht in nutriëntenbalans verbetert waterkwaliteit landelijk gebied

Auteur kennisbijdrage: Arjen Koomen, Adviseur voor waterkwantiteit en -kwaliteit

Nutriënten (ofwel meststoffen) die vanuit de landbouw, industrie en huishoudens in het oppervlaktewater komen, zijn een hardnekkig probleem met grote gevolgen voor onze ecosystemen. Als wateradviseur zie ik dagelijks de impact hiervan op de waterkwaliteit en dat zorgt voor een grote uitdaging om de doelen van de Kaderrichtlijn Water (KRW) te halen. Hoe kunnen we de toevoer van deze stoffen naar het oppervlaktewater beperken? Het verminderen van de uit- en afspoeling van meststoffen naar oppervlaktewater kan daarbij helpen. Dan moet je wel heel goed weten hoe de complexe processen in de bodem en het water in elkaar zitten, want ik kom regelmatig situaties tegen waar maatregelen worden voorgesteld of genomen zonder een gedegen onderbouwing. Hierdoor is het niet zeker hoe effectief de maatregelen de waterkwaliteit gaat verbeteren. Ik pleit daarom om eerst een gedetailleerd onderzoek uit- en afspoeling uit te voeren.

Met onze nieuwe tools kunnen we dat tegenwoordig gelukkig snel en op basis hiervan stellen we effectieve maatregelen voor om de waterkwaliteit te verbeteren. We starten altijd met een grondige inventarisatie en kijken naar de specifieke situatie van een gebied zoals bodemgesteldheid, landgebruik en waterhuishouding. Door deze gegevens te combineren met openbare data en modellen, krijgen we een helder beeld van de onderliggende processen. De inzet van data en modellen zijn hierbij cruciaal.

Van data naar adviezen

Voor projecten analyseren we de uitspoeling van meststoffen én voorspellen we de effecten op de waterkwaliteit met ons nieuwe uit- en afspoelingsmodel. VATpy is de werknaam voor deze tool. Dit door mijn collega’s Arjon Buijert en Marc Nijboer ontwikkelde model, helpt ons om snel en efficiënt verschillende scenario's door te rekenen. Denk bijvoorbeeld aan de gevolgen voor de waterkwaliteit door een ander soort bemesting, een andere teeltwijze, een ander peilbeheer of een verandering in het klimaat. Door scenario's te vergelijken, kunnen we de meest optimale oplossing vinden voor het verbeteren van de waterkwaliteit. Om onze adviezen betrouwbaar te maken, baseerden we ons model op de meest recente wetenschappelijke inzichten en formules zoals onder andere toegepast in het uit- en afspoelingsmodel SWAP-ANIMO van de universiteit van Wageningen.

Waterhuishouding Brabantse beken

Voor het waterschap Aa en Maas maakten we een uitgebreide analyse van de uit- en afspoeling op een kwetsbare beek. Door de supersnelle rekentijd konden we het model snel kalibreren en ontdekten we dat de oorspronkelijke aannames over kwel en beregening niet klopten. De toevoer van kwel zorgde voor de hoge stikstofconcentratie in de beek waardoor het alleen toepassen van bufferstroken tussen de beek en de landbouwpercelen te weinig effect zou hebben. Een combinatie van meerdere maatregelen is noodzakelijk om de waterkwaliteit van de beek voldoende te verbeteren.

Veenweidegebieden

We onderzochten ook de veenweidegebieden in het westen van Nederland. Deze gebieden hebben last van bodemdaling omdat de grondwaterstand daalt. Het veen komt dan boven het grondwater uit waardoor het oxideert en afbreekt. Bij die veenafbraak komt veel CO2 vrij. Om dit proces beter te begrijpen, analyseerden we met onze tool de uit- en afspoeling van meststoffen en de bodemwaterberging onder verschillende vernattings-scenario’s. Het vernatten van het veenweidegebied bleek een effectieve manier om de CO2 uitstoot te verminderen. Echter het vernatten zorgt ook voor een extra vraag naar water, waardoor in droge zomers watertekorten kunnen ontstaan. Onze berekeningen maakten ook inzichtelijk dat in sommige gevallen een verhoogde grondwaterstand voor snellere af- en uitspoeling gaat zorgen. Op andere locaties zorgde de verhoogde waterstand voor minder veenafbraak en meer denitrificatie (bacteriën zetten in dit proces nitraat om in stikstofgas), waardoor de uitspoeling van stikstof kleiner werd. Onze aanpak bracht zo knelpunten in kaart die het waterschap verder kan onderzoeken om de juiste maatregelen te kunnen nemen. Het plaatje hieronder geeft de berekende verandering van de uit- en afspoeling van stikstof in West Nederland weer door een bepaalde maatregel. De tool berekende dit op basis van openbare data. De berekende vrachten gebruiken we ook in waterkwaliteitsmodellen om de effecten op de waterkwaliteit te berekenen.

Verbetering van waterkwaliteit, van lokaal tot regionaal

Ons advies over de uit- en afspoeling van meststoffen in landelijk gebied onderbouwen we met onze aanpak en inzet van tools. Zowel voor studies voor een kleiner gebied, zoals bij een kleine beek of polder, maar ook voor grootschalige studies voor meerdere provincies en waterschappen. Ik ben er trots op dat we met onze kennis en ervaring de waterkwaliteit écht kunnen verbeteren. Of het nu gaat om het verminderen van de uit- en afspoeling van stikstof en fosfor, het beschermen van kwetsbare natuurgebieden of het verduurzamen van de landbouw.