Les 9 - Waterbeheer en drainage

Waterbeheer
HPSP5
Najaar 2015
Watervoorziening en
gewasproductie
• Belang van water voor planten (gras)
– Voor de productie van koolhydraten
(fotosynthese)
• 1 kg gras = 100 liter water
• 1 kg tarwe = 250 liter water
• 1 kg aardappelen = 500 liter water
Watervoorziening en
gewasproductie
• Belang van water
– Voor transpiratie van plant
• Koel houden van plant
– Voor transport van voedingsstoffen
– Voor stevigheid van de plant
– Video: waterafdruk van ons voedsel
• https://vimeo.com/26319648
Kringloop van het water
Neerslag
Neerslagtekorten
Vochtleverend vermogen
bodem
• Effectieve bewortelingsdiepte
– Beperking door hoge weerstand, lage
pH en geringe luchtigheid
• Hoeveelheid hangwater in
wortelzone
– Mbv vochtkarkateristiek ( pF curve)
• Hoeveelheid capillaire aanvoer
Vochtleverend vermogen
• Hangwaterprofiel
• Grondwaterprofiel
• Tijdelijk grondwaterprofiel
Ontwatering
Grondwaterstanden
Bepalen grondwaterstand
• Boorgaten
• Observaties
• Bodemkaarten ( grondwatertrappen)
Nadelen te hoge grondwaterstand
- wortelsterfte ( minder opbrengst)
-
minder stikstof in bodem
natte gronden zijn traag in opkomst gewas
minder draagkracht
Grondwaterstanden
 Wanneer ontwateren?
Ontwateringsmiddelen
Ontwateringsmiddelen
Oppervlakkig
• Greppels
• Sloten
Nadelen oa:
• Land- + tijdverlies
• ‘Lastig’
• Plasvorming
• Topafvoer
Voordelen oa:
• Goedkoop in aanleg
• Te gebruiken bij hoog slootpeil
• Gemakkelijk onderhoud
Door grond
• Drains
• Moldrains
Nadelen oa:
• Kosten aanleg
• Onderhoud
Voordelen oa:
• Geleidelijke afvoer
Ontwatering
Drainage
Drainageplan opstellen
• 10 stappen
• Doelen:
– Draindiepte bepalen
– Drainafstand berekenen
– Draindiameter berekenen
– Systeemkeuze
– Kosten – opbrengsten vergelijking
1. Drainagevooronderzoek
Situatieschets
– Gebruiksdoel
– Afmetingen kavel
– Ligging sloten
– Slootpeil (cm mv) (tabel 16 nodig)
Profielopbouw
Bodemcode
Drainagevooronderzoek
Voorbeeld perceel:
• Mn35A IV
• grasland
• 200x600m
1. Drainagevooronderzoek
1. Drainagevooronderzoek
Berging, doorlatendheid
• Bergingsfactor (p)
– Hoeveelheid water dat tijdelijk in de
grond kan worden opgeslagen
• Doorlatendheid (K)
– Stroomsnelheid van water in een
verzadigde grond
6. Systeemkeuze
Enkelvoudige en samengestelde
drainage
2. Draindiepte: dd (m)
1. Afhankelijk van grondsoort
Weidebouw, homogeen profiel: optimale dd = 80 cm - mv
2. Afhankelijk van slootpeil
3. Ontwateringscriteria
∆f = droogleggingseis (m) (tabel 21)
∆h = maximale opbolling grondwaterspiegel
(m)
q = maatgevende afvoer (m/etm) (tabel 21)
Aanpassen bij kwel, wegzijging, geringe
bergingsfactor
∆f = dd - ∆h
3. Ontwateringscriteria
3. Ontwateringscriteria
q = maatgevende afvoer
 capaciteit van het systeem
= minimale afvoer die nodig is om
droogleggingseis te handhaven
q aanpassen bij:
1. Kwel
2. Wegzijging
3. Lage bergingsfactor: p < 5 %
4. Benodigde grootheden
• K = doorlatendheid bodem (m/etm)
• D = afstand drain – ondoorlatende laag (m)
• d = afgeleide laagdikte (m)
4. Benodigde grootheden
• K = doorlatendheid bodem (m/etm)
Zandgronden
Bovengrond: Kb
Ondergrond: Ko
Zwak lemig
0,5
0,4
Lemig
0,3
0,2
Sterk lemig
0,2
0,1
Veengronden
Bovengrond: Kb
Ondergrond: Ko
Veengrond
0,3
0,2
Zavel- / kleigronden
Kb
Ko
Lichte zavel Zware zavel Lichte klei
0,5
0,4
0,3
0,4
0,3
0,2
Zware klei
0,2
0,1
4. Benodigde grootheden
• K = doorlatendheid bodem (m/etm)
Waardering K-waarde
Wat betekent een K-waarde van bv 0.5 m / etm?
0.5 m / etm
↓
afvoer: 500 mm neerslag per 24 uur
↓
afvoer: ± 20 mm / uur
Dus: regenbui met intensiteit < 20 mm / uur wordt afgevoerd
Winter intensiteit: ± 4 mm / uur → afvoer: ± 100 mm / etm
Vereiste K-waarde: ± 0.1 m / etm
K < 0.1 m / etm → oppervlakkige afvoer
▼
begreppeling
4. Benodigde grootheden
D = afstand drain – ondoorlaatbare laag (m)
Ondoorlaatbare laag:
- Keileem ( x in bodemcode)
- Ongerijpte klei (K = 0,0000001 m/etm)
- Hoogveen (keileem aan de oppervlakte,
aannemelijk op 3 m –mv)
- Oerlagen (ijzer-oxide afzettingen)
4. Benodigde grootheden
d = afgeleide laagdikte (m)
 = laag grond onder de drain waar water
doorheen stroomt
 onbekende waarde, gaan we mee
rekenen
5. Drainafstand: La (m)
Formule van Hooghoudt:
evenredig: La en K, La en ∆h, La en d
omgekeerd evenredig:
La en q
Wanneer Kb = Ko, dan:
5. Drainafstand: La (m)
 invullen geeft formule met
2 onbekenden:
La en d
 op te lossen door ittereren
(tabel 22 nodig)
= grafisch oplossen van La dmv schattingen
5. Drainafstand: La (m)
5. Drainafstand: La (m)
Grafisch oplossen:
• De 2 geschatte waarden van La uitzetten
tegen de 2 berekende waarden van La op
mm-papier
• Verbind de 2 punten met een lijn
• Teken de hulplijn y=x (45°-lijn)
• Juiste drainafstand = snijpunt van de 2
lijnen
6. Systeemkeuze
• Drainlengte
• Enkelvoudig of samengesteld
• Eenzijdig of tweezijdig
7. Draindiameter: 2ri
Formule:
Q = totale afvoercapaciteit van 1 drain
= q x La x Ld (m³/s)
Ld = lengte van 1 drain (m)
∆m = 1/3 x ∆h (m)
7. Draindiameter: 2ri
 Neem uiteindelijke draindiameter 1 maat
groter dan berekend
8. Omhullingsmateriaal
9. Kosten –
opbrengsten vergelijking
Kosten aanleg afhankelijk van:
• Aantal meter benodigde drainbuis
• Draindiameter
• Omhullingsmateriaal
Afschrijven in gemiddeld 20 jaar
Aanleg van drainage
• Sleufloos: V-vormig woellichaam
• Kettinggraver
10. Controle drainagesysteem
a) Vergelijken van de afvoer
 in periode met voldoende neerslag (najaar)
 duidelijk verschil in afvoer van verschillende
drains?
Dan waarschijnlijk verstopping
b) Meten van de afvoer
afvoer per drain: Q = q x Ld x La (l/sec)
maatbeker van 1 liter: in hoeveel sec vol?
10. Controle drainagesysteem
b) Meten van de afvoer
Oefenopgave:
1. Bij het meten van de af voer van een drainreeks w erd een afvoer gemet en
van 0,10 l/sec. De drainafstand bedraagt 10 m en de drainreeksen zijn
200 m lang. Maatgevende afvoer is 10 mm/et maal. Wat is er fout aan dit
systeem?
a. De afvoer is te klein
b. Het systeem w erkt prima
c. Op grond van deze gegevens is geen oordeel te geven
d. De draindiameter is te klein
10. Controle drainagesysteem
c) Controle grondwaterstand mbv boorgaten
10. Controle drainagesysteem
fouten / verstopping
10. Controle drainagesysteem