Irrigation water — Measuring reduction of crop evaporation due to irrigation

De kaartenset ‘irrigatiewater’ bestaat uit een combinatie van de volgende drie kaartlagen: • 5a : Effect van beregeningsonttrekkingen op grondwaterkwel (indicator voor effect van gebruik van deze ecosysteemdienst, op de ecosysteemdiensten ‘water voor terrestrische natuur’ en ‘water voor aquatische natuur’). • 5b: Locatie beregeningsonttrekkingen uit het grondwater (indicator voor gebruik/flow) • 5c (deze kaart): Vermeden reductie van gewasverdamping als gevolg van beregening (indicator voor effect van gebruik van deze ecosysteemdienst op landbouwproductie). Kaart 5a en 5b zijn bedoeld om gecombineerd te bekijken. De puntlocaties (5b) geven aan waar de onttrekkingen plaatsvinden (schatting op basis van het NHI) en kaart 5a toont de effecten op grondwaterkwel. Bij uitzoomen zullen alleen de onttrekkingslocaties zichtbaar zijn. Na inzoomen op een specifiek gebied, wordt het onderliggende effect van de onttrekkingen zichtbaar. Kaart 5c en 5b (deze kaart) zijn bedoeld om gecombineerd te bekijken. De puntlocaties (5b) geven aan waar de onttrekkingen plaatsvinden (schatting op basis van het NHI) en kaart 5c toont de vermeden verdampingsreductie. Bij uitzoomen zullen alleen de onttrekkingslocaties zichtbaar zijn. Na inzoomen op een specifiek gebied, wordt het onderliggende effect van de irrigatie zichtbaar. Kaart 5a toont het effect van grondwateronttrekkingen ten behoeve van beregening op grondwaterkwel in Zuid- en Oost-Nederland. Het effect op grondwaterkwel is gekozen als indicator voor het effect van gebruik van deze ecosysteemdienst op twee andere ecosysteemdiensten: ‘water voor terrestrische natuur’ en ‘water voor aquatische natuur’. Dit effect is vooral van belang in Zuid- en Oost-Nederland, waar de meeste beregening uit grondwater plaatsvindt en kwel naar beekdalen een belangrijke rol speelt. De kaart met grondwaterkwel toont zowel de afname van kwel (in mm per dag) als gebieden waar kwel geheel verdwijnt door de beregeningsonttrekkingen en omslaat naar infiltratie. Kaart 5b toont de ligging van beregeningsonttrekkingen in Nederland die aan het effect ten grondslag ligt en dient als ondersteuning van de interpretatie van de effectkaarten (5a en 5c). Kaart 5c (deze kaart) toont de vermeden verdampingsreductie als gevolg van beregening. Landbouwgewassen worden beregend met als doel de gewassen altijd van genoeg water te voorzien om optimaal te groeien. Gewassen verdampen in dat geval ook maximaal (ook wel ‘potentiele gewasverdamping’ genoemd), terwijl reductie van verdamping optreedt wanneer gewassen niet voldoende water beschikbaar hebben (‘actuele gewasverdamping’). Kaart 5c is daarmee een goede maat voor de effectiviteit van beregening. Om de getallen in perspectief te zetten: een gewas verdampt in Nederland tijdens het groeiseizoen ongeveer 300 mm per jaar. Belangrijkste boodschap bij de kaart: Beregeningsonttrekkingen vinden plaats in relatieve korte perioden in het jaar (droge zomers, perioden met vochttekort in de wortelzone van gewassen), maar bereiken gezamenlijk een flinke omvang. Deze omvang is ’s zomers vergelijkbaar met die van de grote drinkwateronttrekkingen. De effecten zijn daarom ook niet gering en kunnen grote effecten hebben op andere ecosysteemdiensten, zoals drinkwatervoorziening en water voor terrestrische en aquatische natuur. Als deze ecosysteemdiensten maken namelijk gebruik van dezelfde watervoorraad. Onttrekking van grondwater zorgt, via verlaging van grondwaterstanden en stijghoogte, bijvoorbeeld voor afname van grondwaterkwel en daarmee basisafvoer in beken en verminderde beschikbaarheid van water van goede kwaliteit voor natte natuurgebieden. Uitgebreidere toelichting: Beregeningswater wordt zowel onttrokken uit grondwater als uit oppervlaktewater. Het percentage dat uit grondwater wordt onttrokken varieert tussen ca. 80 en 65% van het irrigatiewater voor respectievelijk droge en natte jaren (Hoogeveen e.a., 2003) Veel provincies verplichten gebruik van oppervlaktewater. Steeds vaker wordt echter grondwater als alternatief genoemd, zeker in droge perioden. In gebieden waar gewassen worden verbouwd die gevoelig zijn voor bruinrot en ringrot, zoals aardappelen, is irrigatie uit oppervlaktewater verboden en is grondwater het enige alternatief. Onttrekking van grondwater en oppervlaktewater ten behoeve van irrigatie gebeurt voornamelijk in perioden met een neerslagtekort. Beregening vindt dan plaats om het vochttekort in de wortelzone aan te vullen, ten behoeve van agrarische productie. In gebieden met fruitteelt wordt soms beregening uit grondwater ook toegepast om vorstschade aan bloesem in het vroege voorjaar te voorkomen. Meerdere ecosysteemdiensten maken gebruik van dezelfde watervoorraad. Voor beregening is het van belang dat voldoende oppervlaktewater of grondwater op beperkte diepte aanwezig is. De capaciteit van deze voorraden neemt af door beregeningsonttrekkingen, waardoor deze ook voor andere ecosysteemdiensten, zoals water voor drinkwater en industrie, water voor waterafhankelijke natuurgebieden en watervoerendheid en waterkwaliteit van beken afneemt (figuur 1). Beregeningsonttrekkingen hebben op zowel het oppervlaktewater- als het grondwatersysteem effect. Directe onttrekking uit het oppervlaktewater verlaagt de, in deze perioden reeds lage, beekafvoer waarvan waternatuur afhankelijk is. Onttrekking van grondwater zorgt, via verlaging van grondwaterstanden en stijghoogte, voor afname van zowel grondwaterkwel als beekafvoer. Vooral in droge perioden is deze kwel in de beek de belangrijkste bron voor beekafvoer en afname van kwel betekent een directe afname van de afvoer van beken. Veel natte natuurgebieden zijn afhankelijk van kwel omdat het zorgt voor (permanent) natte condities (hoge grondwaterstanden) en een bijzondere kwaliteit (bijvoorbeeld kalkrijk). Afname van kwel leidt tot een verslechtering van deze standplaatscondities voor de vaak bijzondere vegetatie in kwelafhankelijke natuurgebieden. Boeren investeren steeds meer in het beregenen van landbouwgrond. Het potentieel te beregenen areaal open landbouwgrond (dus zonder glastuinbouw) is de afgelopen jaren gestegen van 18 procent in 2003 naar 26 procent in 2010. Het deel van de landbouwgrond dat daadwerkelijk beregend werd is zelfs harder gestegen. In de periode 2002-2009 is het beregende areaal verdubbeld (Bron: CBS). Met name in de provincies Noord-Brabant, Limburg, Flevoland en de kop van Noord-Holland wordt een groot areaal beregend. Onderzoek in Noord-Brabant toont aan dat de vraag naar irrigatiewater evenredig toeneemt met het neerslagtekort. In de provincie Noord-Brabant is de ruimtelijke spreiding van het effect van irrigatieonttrekkingen op de grondwaterstijghoogte veel groter dan het effect op de freatische grondwaterstand. Dit komt door de aanwezigheid van weerstandbiedende lagen op geringe diepte (figuur 2). De omvang van de beregeningsonttrekkingen uit het grondwater kan in de zomerperiode een omvang bereiken gelijk aan die van alle drinkwaterwinningen samen (Kuijper e.a., 2012). Deze grote hoeveelheid die in een korte tijd wordt onttrokken, zorgt voor zeer sterke effecten. Figuur 3 toont een meting van het zogenaamde ELS-effect ( Extreem-Lage-Standen). Dit treedt op door beregeningsonttrekkingen in het grondwater en is op veel plaatsen in Noord-Brabant gemeten. Tijdens de beregeningsperiode neemt de kwel en basisafvoer sterk af. Voor veel gebieden verdwijnt de kwel zelfs (Figuur 3) en dit vindt juist plaats tijdens droge periodes waarin ook terrestrische en aquatische natuur water nodig heeft. Na het stoppen van beregening herstelt het watersysteem zich weer gedeeltelijk (zie Figuur 3). In de hoger gelegen infiltratiegebieden treden echter structurele dalingen van de freatische grondwaterstand als gevolg van beregeningsonttrekkingen uit het grondwater. Herkomst: Kaart 5a Effect op grondwaterkwel: Deze kaartlaag (gridfile) is berekend met het Nationaal Hydrologisch Instrumentarium (NHI) versie 3.0.2. Kaart 5b Onttrekingslocaties voor beregening: Deze kaartlaag (punten, shapefile) toont de beregeningslocaties uit grond- danwel oppervlaktewater zoals deze zijn opgenomen in het Nationaal Hydrologisch Instrumentarium (NHI) (De Lange e.a., 2014), versie 3.0.2 Kaart 5c (deze kaart) Vermeden verdampingsreductie als gevolg van beregening: De kaartlaag (gridfile) is berekend met NHI versie 3.0.2 (De Lange e.a., 2014). Het resultaat is tot stand gekomen door naast de referentierun, waarin normaal wordt beregend, het model door te rekenen voor een situatie waarin niet wordt beregend. De kaart toont het verschil in cumulatieve verdampingsreductie tussen beide modeluitkomsten voor het groeiseizoen (april tot oktober) van het droge jaar 2003 (frequentie ongeveer 1 maal per 10 jaar.