Grondwater, neerslag en verdamping

Neerslag: grondwateraanvulling De netto neerslag noemen we ook wel het potentieel neerslagoverschot  , waarbij rekening is gehouden met de potentiële verdamping. Bij droogte spreken we over het potentieel neerslagtekort Het potentieel neerslagtekort is een negatief verschil tussen de potentiële berekende referentiegewasverdamping en de netto neerslag. De referentiegewasverdamping is de hoeveelheid water die verdampt uit een grasveld dat goed voorzien is van water en nutriënt. Het neerslagoverschot of -tekort volgt uit het verschil tussen de werkelijke verdamping en de neerslag. Omdat de werkelijke verdamping doorgaans niet bekend is, kan deze bij benadering worden bepaald met de potentiële berekende referentiegewasverdamping . Een negatief getal geeft een neerslagtekort aan, een positief getal een neerslagoverschot. Droge perioden zijn er vooral in de zomer, wanneer ook de meeste gewassen groeien (groeiseizoen: 1 april t/m 30 september). Niet alle neerslag bereikt het grondwater. Hoeveel neerslag precies in het grondwater terechtkomt, is afhankelijk van de mate van interceptie   en oppervlakkige afvoer (zie figuur A). De grondwateraanvulling is dus de netto neerslag verminderd met interceptie, de oppervlakkige afvoer naar het oppervlaktewater en de ondergrondse afvoer naar het oppervlaktewater (via de riolering). Figuur A Interceptie, verdamping en oppervlakkige afvoer Vergroot afbeelding Percentage neerslag dat infiltreert De grondwateraanvulling in Nederland varieert ruimtelijk sterk, onder invloed van bodem en landgebruik. Gemiddeld valt in Nederland ongeveer 850 mm neerslag per jaar. Hiervan verdampt het grootste deel (70%) en stroomt een klein deel (5%) via oppervlakkige afstroming af. Naast de vegetatie zelf kan een strooisellaag (dode bladeren en andere plantendelen op de bodem) neerslag opvangen (zie afbeelding A, strooisellaag wortelzone). Deze interceptie in de strooisellaag kan tot 15% van de brutoneerslag doen verdampen. Slechts een beperkt deel van de neerslag infiltreert dus en kan zo (vertraagd) het grondwater bereiken. In Nederland is de aanvulling van het grondwater door neerslag gemiddeld 250 mm per jaar. Maar door de soorten vegetatie, bodems, grondwaterstanden en ontwateringssituaties zijn er lokaal wel grote verschillen.  Landelijk gebied versus stedelijk gebied Stedelijk gebied  In stedelijk gebied is sprake van veel meer verharding dan in het landelijke gebied. Hoe meer verharding, hoe groter het aandeel van de neerslag dat via maaiveld en riolering afstroomt, en hoe minder regenwater infiltreert in de bodem. Toch is in stedelijk gebied wel sprake van grondwateraanvulling. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, kan hemelwater ook door klinker- en tegelverhardingen (via de voegen) infiltreren. Bovendien kan het eenmaal geïnfiltreerde water bij verhardingen minder makkelijk weer verdampen dan bij onverharde of begroeide oppervlakken. Door maatregelen als afkoppelen en infiltreren neemt de grondwateraanvulling toe. Ook het vergroenen van de stad zorgt 's winters voor meer grondwateraanvulling. Dit leidt dan tot hogere grondwaterstanden wat tot grondwateroverlast kan leiden. Neerslagtekort 2018 In het jaar 2018 was er een fors neerslagtekort (zie figuur B). Gemiddeld over het land bedroeg het potentiële neerslagtekort ongeveer 300 mm (bron: KNMI). Uit een statistische analyse heeft het KNMI afgeleid dat een dergelijk neerslagtekort een herhalingstijd heeft van circa dertig jaar. Het recordjaar 1976 (neerslagtekort circa 350 mm) had een herhalingstijd van negentig jaar.   In de afgelopen eeuw hebben de toename in zomerneerslag en de potentiële verdamping door stijgende temperaturen en zonnigere zomers elkaar gecompenseerd. De combinatie van mogelijk sterk afnemende zomerneerslag in de toekomst en mogelijk sterk toenemende potentiële verdamping door hogere temperaturen en meer zonnestraling geeft voor de toekomst wel een risico op veel drogere zomers. In het meest extreme KNMI’23-klimaatscenario (Hd) neemt het neerslagtekort met 35% toe rond 2050 en met 79% rond 2100. Figuur B Neerslagtekort 2018 (bron: KNMI) Vergroot afbeelding   Verdroging Als gevolg van een neerslagtekort en extreem lage grondwaterstanden kan vegetatie verdrogen. De gevolgen hiervan verschillen per type vegetatie, blijkt uit onderzoek (Effect van droogte op stedelijk gebied, Deltares, 2012). Als gras onvoldoende water krijgt, verdroogt en verkleurt de graslaag. Om zo lang mogelijk vocht vast te houden, beperkt het gras de verdamping. Dit gaat ten koste van de groei en de vitaliteit, en kan leiden tot het (tijdelijk) verdwijnen van de graslaag. De gevolgen van droogte (door te weinig wateraanvoer of een snelle daling van de grondwaterstand) voor struiken en bomen zijn (vroegtijdige) bladafval en uitval (Schades door watertekorten en -overschotten in stedelijk gebied, Deltares, 2012). Ook kunnen er nieuwe ziekten en plagen ontstaan die in het huidige klimaat nog geen rol spelen. Aan de andere kant kunnen de bestaande ziekten en plagen verdwijnen omdat deze mogelijk niet bestand zijn tegen het toekomstige klimaat (Effect van droogte op stedelijk gebied, Deltares, 2012). Aandachtspunt is de invloed van bemaling voor rioolvervanging op bomen in de omgeving (het voorjaar is de minst gunstige periode). In het kader van het Deltaprogramma en klimaatprogramma’s is veel informatie verzameld, gegenereerd en gebundeld over droogte en hitte in stedelijk gebied. Dit Deltafact van Stowa geeft hiervan een overzicht. Meer informatie Achtergrondinformatie doorlopend potentieel neerslagoverschot, KNMI De droogte van 2018, KNMI Droogte en hitte in de stad, Deltafacts, STOWA