In Noord Brabant zijn een aantal pilotlocaties ingericht in het kader van het project ‘water vasthouden aan de bron’. Op deze locaties wordt getracht de waterbuffer tijdens neerslag te vergroten om benedenstrooms de piekafvoer te verkleinen. De extra buffer wordt gecreëerd door stuwen in de waterlopen of aarden walletjes op de percelen.
Het doel van de pilotlocaties is het kwantificeren van de effecten en het verkrijgen van inzicht in de bijdragen van de verschillende buffermechanismen. Het monitoringsprogramma bestond uit een frequente registratie van grondwaterstijghoogten en oppervlaktewaterpeilen rond de genomen maatregelen.
In een eerste fase is aan Artesia gevraagd om te analyseren of de maatregelen in de pilots aantoonbaar zijn in de stijghoogte-meetreeksen van de grondwatermeetpunten. Deze analyse is uitgevoerd met behulp van tijdreeksanalyse. De conclusie was dat op basis van de beschikbare korte meetreeksen geen harde uitspraken kunnen worden gedaan over stijghoogte-effecten, en zeker niet over geborgen hoeveelheden grondwater.
In de tweede fase zijn de metingen van één van de pilots geanalyseerd met behulp van fysische modellering. De berging werd op deze locatie gestuurd met behulp van een stuw in de afwateringssloot. De analyse is gericht op het functioneren van de bodem-grondwaterbuffer. Tevens zijn de gevolgen voor het afvoerverloop en de afvoerpiek vanuit het pilotgebied met het model geschat. Hiervoor is een 3D-MODLOW-grondwatermodel gemaakt met daaraan gekoppeld het Variably Saturated Flow (VSF) proces. Met deze toevoeging aan MODFLOW wordt de onverzadigde zone meegenomen in 3-dimensies volgens de volledige Richards vergelijking. Voor de op te stuwen sloot, waar een deel van de extra berging plaatsvindt, wordt een bakjesmodel gebruikt, waarvan de dimensies worden gegeven door het digitale terreinmodel.
Uit de modellering blijkt dat tijdens de gemodelleerde periode met stuwverhoging door het opzetten van de stuw een extra berging in het oppervlaktewater wordt gecreëerd en dat dit tevens leidt tot een toename van de berging in het grondwater. Gedurende de proef is deze extra berging becijferd op circa 20% van de bergingsverandering in de referentiesituatie. De helft van deze berging wordt gerealiseerd in het grondwater; de andere helft in het oppervlaktewater.
Tijdens de natte periode, die enkele dagen duurde, blijkt dat de benutting van de berging voor het grootste deel tot stand kwam binnen een dag nadat de stuw was opgetrokken. Vrijwel de volledige neerslag werd daar in de eerste dag voor gebruikt. Deze vernatting maakt het perceel vervolgens extra gevoelig voor het verwerken van daaropvolgende neerslag: de neerslag van 20 mm die een aantal dagen na de stuwverhoging viel kon nu in mindere mate worden geborgen, en leidde tot een hogere afvoer naar het oppervlaktewater. Het iets vergrote oppervlak van het oppervlaktewater biedt onvoldoende ruimte om deze extra aanvoer te bergen, zodat de piekafvoer op deze dag juist iets toeneemt (7% in de berekening).
Een goede timing is dus van essentieel belang. Vasthouden vergt een actief en anticiperend beheer. Realtime monitoring en sturing van het peil en goede neerslag-voorspellingen zijn daarin nodig, omdat het concept van ‘water vasthouden bij de bron’ in de praktijk niet perse leidt tot reductie van de piekafvoer.