HOGENT- agro- en biotechnologie- cultuurtechniek

Bemestingsleer en cultuurtechniek Partim : Cultuurtechniek

Bemestingsleer en cultuurtechniek

uitgave 2018-2019

verantwoordelijke uitgever

ir. J. Nollet

2220140276617

Bemestingsleer en cultuurtechniek Partim : Cultuurtechniek

Bemestingsleer en cultuurtechniek

uitgave 2018-2019

verantwoordelijke uitgever

ir. J. Nollet

2220140276617

Bemestingsleer en Cultuurtechniek

Partim Cultuurtechniek

Professionele bachelor in de agro- en biotechnologie Eerste jaar Landbouw, Groen- en Plantmanagement

Uitgave: 2018/2019

Verantwoordelijke auteur: ir. J. Nollet

INHOUDSTABEL 1.

WATERHUISHOUDING IN DE GROND .................................................................................................................. 4 1.1.

1.1.1.

Water als bestanddeel van de aarde................................................................................................................. 4

1.1.2.

Belang van water voor het leven op en in de bodem ........................................................................................ 4

1.2.

DE KRINGLOOP VAN HET WATER ............................................................................................................................... 6

1.2.1.

Water in beweging............................................................................................................................................ 6

1.2.2.

Gevaren voor de kringloop .............................................................................................................................. 7

1.3.

DE BEWEGING VAN WATER IN DE GROND .................................................................................................................. 9

1.4.

NEERSLAG .............................................................................................................................................................. 11

1.4.1.

Neerslaggegevens ........................................................................................................................................... 11

1.4.2.

Neerslagberekeningen .................................................................................................................................... 12

1.5.

VERDAMPING .......................................................................................................................................................... 13

1.6.

NEERSLAG EN VERDAMPING ................................................................................................................................... 14

1.6.1.

Alle gegevens samen....................................................................................................................................... 14

1.6.2.

Gevolgen van dit tekort en overschot ............................................................................................................. 15

1.7.

HET GEDRAG VAN WATER IN DE BODEM.................................................................................................................. 16

1.7.1.

De verschillende waterzones in de bodem...................................................................................................... 16

1.7.2.

Enkele belangrijke watergehaltes .................................................................................................................. 19

1.7.3.

pF ................................................................................................................................................................... 20

1.7.4.

De pF-curve van een grond ............................................................................................................................ 21

1.7.5.

Berekeningen rond de vochtkarakteristiek ..................................................................................................... 23

1.8.

2.

ALGEMEEN ............................................................................................................................................................... 4

DE GEWENSTE GRONDWATERSTAND ....................................................................................................................... 24

1.8.1.

De optimale grondwaterstand ........................................................................................................................ 24

1.8.2.

De werkelijke grondwaterstanden .................................................................................................................. 25

WATEROVERSCHOT IN DE GROND ................................................................................................................... 28 2.1.

OORZAKEN VAN WATEROVERSCHOT ....................................................................................................................... 28

2.1.1.

Factoren eigen aan de grond ......................................................................................................................... 28

2.1.2.

Factoren buiten de grond om ......................................................................................................................... 28

2.2.

ONTWATERING ....................................................................................................................................................... 30

2.2.1.

Definitie .......................................................................................................................................................... 30

2.2.2.

Het belang van de ontwatering ...................................................................................................................... 30

2.3.

ONTWATERING VIA GRACHTEN EN SLOTEN ............................................................................................................. 32

2.3.1.

Functies van grachten .................................................................................................................................... 32

2.3.2.

Ontwateren met grachten ............................................................................................................................... 33

2.4.

ONTWATEREN MET GREPPELS ................................................................................................................................. 36

2.5.

ONTWATEREN MET BUISDRAINAGE ......................................................................................................................... 38

2.5.1.

Algemeen ........................................................................................................................................................ 38 2

3.

4.

2.5.2.

De parameters van een drainage ................................................................................................................... 41

2.5.3.

De aanleg van een drainage ........................................................................................................................... 43

2.5.4.

Het onderhoud van een drainage ................................................................................................................... 46

2.6.

ONTWATEREN MET MOLDRAINAGE ......................................................................................................................... 48

2.7.

BODEMVERDICHTINGEN .......................................................................................................................................... 49

2.8.

EGALISEREN ........................................................................................................................................................... 53

WATERTEKORT IN DE GROND ............................................................................................................................ 54 3.1.

HET VOORKOMEN VAN WATERTEKORT ................................................................................................................... 54

3.2.

MAATREGELEN TEGEN WATERTEKORT ................................................................................................................... 55

3.3.

WATERWINNING ..................................................................................................................................................... 56

3.4.

INFILTRATIE ............................................................................................................................................................ 60

3.5.

BEVLOEIING ............................................................................................................................................................ 61

3.6.

BEREGENING ........................................................................................................................................................... 62

3.6.1.

Algemeen ........................................................................................................................................................ 62

3.6.2.

Het tijdstip van beregenen.............................................................................................................................. 63

3.6.3.

De grootte van de watergift ............................................................................................................................ 63

3.6.4.

De beregeningsintensiteit ............................................................................................................................... 65

3.6.5.

De installatiekeuze ......................................................................................................................................... 66

3.6.6.

De onderdelen van een beregeningsinstallatie ............................................................................................... 67

3.6.7.

Beregeningssystemen ..................................................................................................................................... 69

3.6.8.

De dimensionering van de pomp en de leidingen ........................................................................................... 76

GERAADPLEEGDE WERKEN ................................................................................................................................ 78

3

1. Waterhuishouding in de grond 1.1. Algemeen

1.1.1. Water als bestanddeel van de aarde Wereldwijd neemt water ongeveer 70 % van het aardoppervlak in beslag. Water is dus een veel voorkomend bestanddeel van onze aarde. Niet alleen in de oceanen en de rivieren komt er water voor.

Een belangrijke opslagplaats voor water zijn de ijskappen en de gletsjers. In de huidige context van de opwarmende continenten vormt deze immense ijsmassa dan ook een serieuze bedreiging. Indien al dit ijs zou smelten dan zou de zeespiegel bijvoorbeeld met 6.10 meter stijgen. Het overstromingsgevaar in de kustgebieden zou hiermee enorm toenemen en grote steden als Londen, New York, Tokio, Bombay en Calcutta komen dan onder water te staan. Hiermee is het belang van dit wereldwijde waterprobleem duidelijk aangetoond en wordt het duidelijk dat deze evoluties op de voet gevolgd moeten worden. Niet alleen wetenschappelijk maar ook politiek beseft men de ernst van de situatie. In (bijna) alle landen wil men het broeikaseffect daarom afremmen door het Kyotoprotocol te onderschrijven.

Deze vaststelling zou tot het besluit kunnen leiden dat er meer dan genoeg water op onze aarde aanwezig is. Dit klopt maar gedeeltelijk want als we de verdeling van water op de aarde eens nader bekijken dan komt het water op de volgende plaatsen voor: oceanen (97.5 %), ijskappen en gletsjers (2.15 %), zoet en brak water (0.35 %) en in de atmosfeer (0.001 %). Gezien de meeste planten en dieren enkel leven van zoet water, wordt onmiddellijk duidelijk dat dit water eigenlijk een zeer zeldzaam goedje is. De uitspraak dat de komende grote oorlogen niet meer om gebiedsuitbreiding of energie zullen gevoerd worden maar wel om (drink)waterreserves, is dus helemaal niet uit de lucht gegrepen. Dit plaatst natuurlijk ons watergebruik in de toekomst ook in een ander daglicht: met zoet water dient met de nodige zorg omgesprongen te worden.

1.1.2. Belang van water voor het leven op en in de bodem Komt daarbij nog dat zoet water enkel leefbaar is indien het onder de juiste kwalitatieve en kwantitatieve vorm voorkomt. De kwalitatieve eisen zijn algemeen bekend: geen verontreinigingen met ziektekiemen, zware metalen, radioactiviteit, ‌ . Slechts dan is drinkwater eerder een zegen dan een gesel. Ook kwantitatief kan zoet water een bedreiging vormen. Denken we hierbij maar aan 4

overvloedige regens met modderstromen tot gevolg, aan overstromingen en aan andere natuurrampen. Planten en dieren kunnen nu eenmaal ook verdrinken in dit water.

Eenmaal dat aan deze eisen voldaan is, kan zoet water zijn weldadige functie vervullen zoals bijvoorbeeld voor planten die water nodig hebben voor een veelvoud aan functies zoals: o

Kieming van het zaad

o

Oplossen en transporteren van voedingsstoffen

o

Regeling van de temperatuur via het verdampingsmechanisme

o

Essentieel reactieproduct in levensnoodzakelijke biochemische processen

Niet alleen de planten maar ook dieren hebben op deze manier water nodig. In deze cursus hechten we speciaal belang aan de bodemdieren en de aanwezige micro-organismen. De meest nuttige onder hen leven meestal in een aardvochtige omgeving. Indien er teveel water in de grond aanwezig is, verdrinken ze en indien de grond te droog wordt, kunnen ze niet meer normaal functioneren. Als voorbeeld kan de regenworm dienen die in natte periodes uitwijkt naar drogere plaatsen in de bodem en die in drogere periodes tot een soort van overwinteringsslaap overgaat. De vochtigheid van de bodem is dus een zeer belangrijke parameter voor het aanwezige bodemleven.

Hiermee is duidelijk aangetoond dat water voor planten en dieren een onmisbaar levensvocht is dat alleen in de juiste dosering (zowel kwantitatief als kwalitatief) een optimaal leven toelaat. Indien we planten en bodemdieren willen verzorgen, is het dus aangewezen om in de eerste plaats de watervoorziening van de bodem onder controle te hebben.

5

1.2. De kringloop van het water 1.2.1. Water in beweging Al naargelang de fase waarin het water op aarde voorkomt, verschilt ook de snelheid waarmee het beweegt. Als damp in de atmosfeer kan het onder de vorm van wolken zeer snel gaan, als vloeistof in de rivieren matig en als ijs in de gletsjers zeer traag. Het is echter niet de snelheid die ons interesseert maar wel het feit dat water onder allerlei vormen in beweging is. Vermits dit proces al miljoenen jaren voortduurt kan dit alleen maar als er een dynamisch evenwicht bestaat tussen die verschillende bewegingsvormen. Visueel voorgesteld komt de Belgische situatie op het volgende neer.

Figuur 1 De kringloop van het water

Boven de oceanen blijkt er dus het meeste activiteit te zijn: er verdampt 37.x terwijl er 34.x als neerslag terugvalt. Het overschot van 3.x wordt met de wind richting land geblazen waarop het onder de vorm van neerslag terechtkomt. Tegelijkertijd verdampt hier ook 7.x die samen met de aangevoerde 3.x in totaliteit 10.x neerslag vormt. Het verschil tussen neerslag en verdamping (3.x) wordt via de rivieren terug naar de oceanen gevoerd waarmee de cirkel dan rond is.

6

1.2.2. Gevaren voor de kringloop Een eerste vaststelling is dat de neerslag op het land voor 30 % afhankelijk is van de verdamping boven de zeeën. Eventuele storingen in dit verdampingsmechanisme hebben onmiddellijk grote invloed op de neerslag boven het land. Deze verdamping kan bijvoorbeeld gestoord worden door een veranderende temperatuur van de atmosfeer ofwel van het zeewater. Het natuurverschijnsel El Ninô heeft op deze manier in Zuid-Amerika al bewezen welke gevolgen dit kan hebben.

Samenhangend met de verdamping boven de zeeën moet het overschot via de wind boven het land gevoerd worden. Men voorspelt dat als gevolg van het broeikaseffect, er in de oceanen andere golfstromen op gang zullen komen die automatisch de heersende winden zullen veranderen.

Gebieden die nu nog rijkelijk beregend worden, kunnen zo in de toekomst volledig verdorren.

De neerslag boven het land wordt voor 70 % gevoed door de verdamping boven het land. Indien de verdamping hier gestoord wordt, zal dit een grote invloed hebben op de neerslag. Zo is bewezen dat het Braziliaanse regenwoud eigenlijk de regenleverancier is voor de achterliggende gebieden. Nu het regenwoud in versneld tempo wordt gekapt, valt haar watervasthoudend vermogen weg. Het regenwater dat aangevoerd wordt van boven de oceanen stroomt hierdoor direct terug naar de zee en kan dus niet meer verdampen. Het gevolg is dat de achtergelegen gebieden nu stilaan verdorren en tot woestijnen worden omgevormd.

Een ander gevaar zit in de verhoogde afvoer van water via de rivieren. Door de toenemende urbanisatie heeft het water immers geen tijd meer om in de grond te dringen. Het regenwater valt op verharde oppervlakten en wordt van hieruit bijna rechtstreeks afgevoerd naar de zee. Cijfers van het Nationaal Instituut voor de Statistiek tonen duidelijk aan dat in 2000 van de 30 528 vierkante kilometer Belgisch grondgebied er 5 522 vierkante kilometer bedekt waren met beton of bakstenen.

In 1980 waren er dat nog maar 4 343 vierkante kilometer: een stijging van 27.1 % op 20 jaar. Deze ontwikkeling ligt ook aan de basis van een ander gevaar. Bij grote neerslagintensiteiten kunnen onze rivieren de plotselinge grote toevloed aan water niet meer aan wat dan zorgt voor overstromingen.

Vroeger duurde het dagen eer dit overtollige water een snelle afvoerweg bereikte. Het land stockeerde als het ware deze watermassa en gaf het dan geleidelijk af. Ook het rechttrekken van rivieren en het kanaliseren ervan vergroten de afvoersnelheid met het gekende resultaat.

De verdamping boven het land wordt natuurlijk ook beïnvloed door de hoeveelheid aanwezig water op het land. Waar er zich geen water bevindt, kan er ook geen water verdampen: zo ver is het nog niet.

Door onze stijgende levensstandaard stijgt echter ook het waterverbruik. Dit water wordt in Vlaanderen grotendeels opgepompt uit de grond. Een verontrustende vaststelling is dat men meer water verbruikt dan er door insijpeling bijkomt. Het gevolg is dat de grondwatervoorraad waaruit men pompt steeds dieper komt te liggen. Vermits dit water minder en minder bereikbaar wordt voor de planten, wordt er uit deze lagen ook minder en minder verdampt. We voeren dus niet alleen meer water af van het land maar er is ook minder verdamping boven het land. Dit resulteert dan ook in een ontwrichting van het broze evenwicht van de kringloop.

De kringloop in Vlaanderen wordt dus door een heleboel factoren bedreigd. Dat deze bedreigingen zeer reëel zijn, bewijst het Europees MilieuAgentschap in haar rapport over de globale 7

klimaatsopwarming tengevolge van de verhoogde uitstoot van broeikasgassen. Ze voorspelt een veranderend klimaat voor Europa: frequentere en hevigere stormen, meer en intensere hittegolven, een natter klimaat in Noord-Europa en een droger in Zuid-Europa. Enkele cijfers: o

De jaren negentig vormden het warmste decennium sinds de metingen.

o

In Noord-Europa werd het de voorbije eeuw 10 tot 40 % natter. Men verwacht dat deze trend zich zal doorzetten.

o

Tegen 2080 zullen we amper nog koude winters kennen, hete zomers des te meer.

o

Verwacht wordt dat tegen 2050 drie kwart van alle gletsjers in de Zwitserse Alpen verdwenen zijn.

o

De hittegolf van 2003 betekende niet alleen 20 000 hittedoden maar ook een oogstverlies van 30 % voor de landbouwers in Zuid-Europa.

o

Tussen 1975 en 2001 werd Europa geteisterd door 238 overstromingen. Het jaarlijkse aantal overstromingen stijgt duidelijk.

Dat al deze vooruitzichten een duidelijk effect hebben op de neerslag bewijst een Duits onderzoek. Ze onderzochten de gemiddelde temperaturen in Duitsland gedurende de laatste 40 jaren.

Figuur 2 De gemiddelde temperatuursveranderingen in Duitsland gedurende de laatste 40 jaren

Uit deze figuur blijkt duidelijk dat het in Oost-Duitsland warmer wordt. Parallel hiermee toonde men ook aan dat deze regio gemiddeld droger werd door een verminderde neerslag.

8

1.3. De beweging van water in de grond

Ook in de grond is water voortdurend in beweging. In de veronderstelling dat er in Vlaanderen per vierkante meter jaarlijks zo’n 750 liter neerslag valt, kunnen we die bewegingen visueel voorstellen.

Figuur 3 De agrohydrologische kringloop voor een akker in Vlaanderen

Ter verduidelijking van deze figuur passen enkele toelichtingen: o

Onder neerslag kunnen we een zeer ruime variatie onderscheiden. De meest gekende zijn regen, sneeuw en hagel maar ook andere vormen zoals rijm, mist, nevel, ijzel en dauw kunnen een bijdrage leveren.

o

Op een akker loopt er normaal geen water bovengronds af. Indien dit wel het geval is dan kan het water niet op tijd in de grond dringen. Dit wordt veroorzaakt door een slecht doorlatende laag in de grond of door een te grote helling van het maaiveld. In vlakke gebieden ontstaat zo plasvorming en in hellende gebieden leidt dit tot verregaande erosie. Dit moet vermeden worden vermits het de vruchtbare teeltlaag is die wegspoelt en maar moeilijk kan vervangen worden.

o

Van op het maaiveld sijpelt het water in de grond onder de vorm van bodemvocht. Dit bodemvocht is water dat door de grondpartikeltjes wordt vastgehouden. Het overtollige water dat niet wordt vastgehouden sijpelt verder door naar het grondwater. Dit is water dat niet meer door de gronddeeltjes wordt vastgehouden en op die manier worden alle holtes in de grond opgevuld met vrij water. Men noemt het bovenste peil van dit vrije water de grondwatertafel omdat dit peil zich vrijwel horizontaal in de grond voortzet.

o

Dit grondwater vormt het eigenlijke oppervlaktewater en komt in de meeste gevallen vrij ondiep voor. Het wordt ook wel het freatisch water genoemd. Dit in tegenstelling met het artesisch water dat meer in de ondergrond voorkomt en zich meestal onder enkele ondoorlatende lagen bevindt.

Het freatisch water staat rechtstreeks in contact met de oppervlakte en dus ook met de vervuiling

9

die daar plaatsvindt. Het artesisch water wordt hiervan afgeschermd en bevat in de meeste gevallen drinkbaar water. o

Vermits grondwater vrij water is, staat het onder invloed van de zwaartekracht en zakt daardoor gravitair af naar greppels, grachten, beken, rivieren enz. Dit noemen we de afvloeiing. Elk jaar is er dus een overschot van ongeveer 250 liter dat moet afgevoerd worden. Indien dit niet kan, zal de grondwatertafel zodanig stijgen dat in sommige gevallen er plassen op het maaiveld komen te staan.

o

Een gedeelte van het grondwater stijgt terug naar boven onder invloed van de capillaire krachten.

Dit zijn zuigkrachten die ontstaan in fijne kanaaltjes (de zogenaamde capillairen). Tussen de gronddeeltjes komen er inderdaad nauwe baantjes voor die een capillaire zuigkracht ontwikkelen.

o

Van de 750 liter die er neervalt, wordt er uiteindelijk 500 liter opnieuw verdampt. Merk op dat men deze verdamping opsplitst in een passieve en een actieve verdamping. Bij de actieve verdamping of transpiratie (T) wordt water afgestaan aan de atmosfeer door een chemisch of biochemisch proces (ademhaling, zweten, ‌). Bij de passieve verdamping of evaporatie (E) komt water in de atmosfeer terecht via een fysisch verschijnsel (verschil in dampspanning, relatieve vochtigheid, ‌). De totale verdamping wordt dan ook de evapotranspiratie (E T) genoemd.

o

Van de 750 liter die jaarlijks boven op de akker valt, wordt er dus uiteindelijk maar gemiddeld 350 liter (of de helft) door de vegetatie opgenomen.

10

1.4. Neerslag

1.4.1. Neerslaggegevens De aanvoer van water op het land gebeurt door neerslag, die in ons land grotendeels als regen valt.

De hoeveelheid neerslag drukken we uit in millimeter waterschijf. We drukken dus de neerslag uit in mm stijghoogte. Indien we deze stijghoogte omzetten naar een volume per vierkante meter dan kunnen we hieruit het aantal liters per vierkante meter berekenen. Het merkwaardige is dat X mm stijghoogte ook X liter betekent per vierkante meter.

De hoeveelheid regen wordt gemeten met regen- of pluviometers. Zij zijn zodanig geconstrueerd dat op de bijhorende schaal direct het aantal mm neerslag kan afgelezen worden.

Van hieruit kan ook het begrip regenintensiteit ingevoerd worden: dit is de hoeveelheid regen die op een bepaalde tijdsspanne valt. Afhankelijk van de situatie kan dit uitgedrukt worden in mm per uur, mm per dag, mm per‌ . Dit cijfer geeft niet alleen een idee over de hoeveelheid water die er gevallen is maar ook over de snelheid waarmee die gevallen is.

Tabel 1 De maandelijkse neerslaghoeveelheden te Ukkel in mm

Uit deze tabel kunnen we aflezen dat bijvoorbeeld in maart 1988 er beduidend meer neerslag (138.1 mm) viel dan in een gemiddelde maartmaand (53.6 mm). Dit was duidelijk een natte maand. Als we daar tegenover de neerslag plaatsen van maart 1990 (29.4 mm) merken we een heel verschil. We kunnen hier dus uit opmaken dat er in de maandelijkse neerslaghoeveelheden nogal wat variatie voorkomt. Hierin een lijn trekken is dus een moeilijke zaak. Meestal grijpt men terug naar de gemiddelde hoeveelheden.

Deze tabel behandelt de neerslaghoeveelheden te Ukkel. Verspreid over het land zijn er een aantal erkende weerstations gelegen die ook voor die plaatsen de gegevens meten. In de Hoge Venen bijvoorbeeld valt er gemiddeld 1400 mm per jaar. Als we een gemiddelde voor Vlaanderen moeten voorop stellen dan wordt dikwijls 800 liter neerslag per vierkante meter gebruikt.

Zoals blijkt uit de tabel valt deze regen nogal gelijkmatig verspreid over het ganse jaar: van ongeveer 50 tot ongeveer 70 mm per maand. In de rand van deze vaststelling moeten we rekening houden met de waarschuwing van de wetenschappers dat dit patroon in de toekomst waarschijnlijk zal verschuiven naar een drogere zomer met nattere herfst, winter en voorjaar. Men verwacht maar een 11

lichte stijging van de jaarneerslag maar op basis van deze voorspellingen kunnen we voorspellen dat de maandcijfers in de natte periode gevoelig zullen stijgen.

Niet alleen de maand- en jaargegevens zijn belangrijk maar ook de dagcijfers hebben hun betekenis.

In het Nederlandse plaatsje Poeldijk viel er op 7 november 1999 106 mm in 30 uren tijd. Er is maar weinig berekening nodig om te weten dat deze hoeveelheden nooit door een normaal waterafvoerstelsel kunnen verwerkt worden en dat zulke grote hoeveelheden neerslag automatisch tot overstromingen leiden. Om met zulke extremen toch rekening te kunnen houden, gebruikt men het begrip herhalingstijd: dit is de periode waarin statistisch gezien een bepaalde gebeurtenis optreedt. In de landbouwsector houdt men rekening met een herhalingstijd van 5 tot 10 jaar. Indien er veel mensenlevens mee gemoeid zijn, zoals in de woningbouw, dijkenbouw enz kunnen deze termijnen al snel oplopen tot 100 à 500 jaar. Niet alleen in bedreigende situaties maar ook in de alledaagse dingen wordt het begrip herhalingstijd gebruikt: denken we maar aan de noodzakelijke diameter van dakgootafvoeren, de sectie van grachten, … zodat het regenwater voldoende snel kan afgevoerd worden.

In het kader van de nakende klimaatsveranderingen is er een tendens tot intensere regenbuien wat betekent dat de tot nu toe gebruikte waarden in de toekomst niet meer zullen voldoen. Vandaar dat men meer overstromingen voorspelt in de toekomst.

1.4.2. Neerslagberekeningen De neerslaggegevens kunnen ook gebruikt worden om er allerhande berekeningen mee uit te voeren.

Veronderstel bijvoorbeeld dat er in Poeldijk een beek ligt met een stroomgebied van 1500 hectaren.

Hoeveel kubieke meter moet er dan na die 106 mm afgevoerd worden via dat beekje?

De oplossing van dit vraagstuk loopt over de volgende stappen: o

106 mm = 106 liter/m²

o

1 ha = 10 000 m² of 1500 ha = 15 000 000 m²

o

106 l/m² betekent dus 106 x 15 000 000 = 1 590 000 000 l water = 1 590 000 m³ water

Een andere berekening zou bijvoorbeeld de volgende kunnen zijn: bij nachtvorstbestrijding in de fruitteelt verbruikt men ongeveer 3 mm water per uur. Indien het begint te vriezen van 23.00 uur tot 10.00 uur, hoeveel m³ water moet ik dan voorradig hebben om in mijn boomgaard van 8000 m² deze besproeiing te kunnen doen? o

3 mm op 8000 m² betekent 3 x 8000 = 24 000 liter = 24 m³

o

Deze 3 mm verbruikt men per uur. In totaal wordt er 11 uren besproeid of 11 x 24 = 264 m³ water

12

1.5. Verdamping

Door verdamping verdwijnt weer een groot gedeelte van de gevallen neerslag. De verdamping verloopt veel regelmatiger dan de neerslag. De grootte van de verdamping is afhankelijk van een aantal factoren zoals de zonnestraling, de luchtvochtigheid, de windsnelheid, de hoeveelheid beschikbaar water en het gewas.

Het meten van de verdamping is dus veel moeilijker dan het meten van de neerslag. Om de transpiratie van een gewas te kennen kan men een lysimeter gebruiken. Dit is een vat gevuld met grond dat wordt ingegraven in de bodem. Op dit vat wordt een gewas geteeld onder zo goed mogelijk nagebootste natuurlijke omstandigheden. De hoeveelheden aan- en afgevoerd water kunnen worden gemeten of gewogen en het verschil is een maat voor de transpiratie van het gewas. In een groeiperiode verdampt een gewas in Vlaanderen in het algemeen niet meer dan 3 Ă 4 mm per dag. De totale hoeveelheid water die een gewas verbruikt, houdt ook verband met de lengte van de groeiperiode, de situering van de groeiperiode in het seizoen, de aard van de bladeren en andere gewasfactoren.

Om te weten hoeveel water er in de bodem nog beschikbaar is, is het meten van de verdamping echter een belangrijk gegeven. Vandaar dat men ook hier duidelijke cijfers wil. In analogie met de neerslaggegevens drukt men dit ook uit in mm waterhoogte. Het is duidelijk dat wanneer een gewas niet over voldoende water beschikt, het minder zal transpireren dan bij een goede watervoorziening.

Evengoed zal een nat oppervlak meer evaporeren dan een droog. Daarom maken we onderscheid tussen de volgende begrippen. o

Open water verdamping (EO): de verdamping van een oneindig uitgestrekt ondiep glad wateroppervlak, wanneer dit wateroppervlak wordt blootgesteld aan de heersende weersomstandigheden. Men zou dit kunnen vergelijken met de verdamping van een vijver. In ons klimaat berekende men de open water verdamping per jaar op 668 mm.

o

PotentiĂŤle evapotranspiratie (EP): de verdamping van een actief groeiend, gesloten gewas dat optimaal van water voorzien wordt. De cijfers van enkele teelten: gras 500 mm, wintertarwe 380 mm, zomergerst 300 mm, mais 430 mm, vroege aardappelen 200 mm, late aardappelen 370 mm, bieten 510 mm, loofbos 520 mm en naaldbos 700 mm.

o

Actuele evapotranspiratie (EA): de verdamping van een gewas onder de heersende omstandigheden. De actuele evapotranspiratie is meestal kleiner dan de potentiĂŤle tengevolge van vochttekort of onvoldoende bodembedekking.

13

1.6. Neerslag en verdamping

1.6.1. Alle gegevens samen Uit de gemiddelde cijfers (neerslag 800 mm, evapotranspiratie 500 mm) zou men kunnen besluiten dat vermits er jaarlijks een overschot is, de planten rijkelijk voorzien worden met water in ons klimaat. De realiteit ziet er toch enigszins anders uit.

Figuur 4 De verdeling van neerslag en verdamping over het jaar verspreid

Uit de figuur blijkt dat de meeste neerslag valt in de zomermaanden en dat de voorjaarsmaanden de droogste zijn. De totale evaporatie ligt in de wintermaanden bijna stil om daarna te stijgen naar een maximum in de vroegzomermaanden. Wanneer deze twee curven op mekaar gelegd worden, is het duidelijk dat er tot maart een wateroverschot is. Vanaf dan gaat dit over in een watertekort in de zomermaanden om vanaf september terug een wateroverschot te geven. Naargelang de evapotranspiratie is er dus in het voorjaar en in de zomer een neerslagtekort. Tijdens de herfst en de winter wordt dit een neerslagoverschot. Vermits planten bijna al hun benodigd water uit de bodem halen, is het dus noodzakelijk voor een maximale gewasproductie om enerzijds de watertekorten aan te vullen en anderzijds de wateroverschotten af te voeren. In deze cursus worden later een aantal technieken aangereikt om dit te verwezenlijken.

14

1.6.2. Gevolgen van dit tekort en overschot Om te voorspellen of een bepaalde teelt in een bepaalde streek over voldoende water zal beschikken, is het dus niet enkel noodzakelijk om de totale jaarlijkse neerslaghoeveelheid tegenover de jaarlijkse evapotranspiratie van het gewas te plaatsen. Het is ook noodzakelijk om de maandelijkse cijfers tegenover elkaar te plaatsen. Zo zal meteen duidelijk worden of de teelt op elk moment over voldoende water beschikt of niet. In te droge periodes kan er dan eventueel water bijgegeven worden om de teelt alsnog te doen lukken.

Niet alleen naar de teelten heeft dit onevenwicht tussen neerslag en verdamping gevolgen. Het is duidelijk dat in periodes van neerslagtekort de planten via hun wortels koortsachtig op zoek gaan naar water. Ze vinden dit meestal in het aanwezige grondwater. Doordat er echter meer grondwater wordt geconsumeerd dan er via de neerslag bijkomt, zal het grondwaterpeil beginnen dalen.

Omgekeerd zal in een periode van wateroverschot het grondwater weer aangevuld worden tot zijn maximum peil. Het overtollige water vloeit vanaf dan gewoon af naar rivieren en zeeĂŤn. Dit betekent dat het grondwaterpeil in de loop van het jaar zal schommelen naargelang de balans tussen neerslag en verdamping. Van zodra de verdamping groter wordt dan de neerslag zal de grondwatertafel beginnen dalen. Deze daling zet zich door tot de verdamping terug kleiner wordt. Bodemkundig betekent dit dat er moet rekening gehouden worden met twee grondwatertafels: een zomerpeil en een winterpeil. Cultuurtechnisch is deze vaststelling ook belangrijk omdat bepaalde werkzaamheden nu eenmaal best plaatsvinden bij een lage grondwaterstand. Het is daarom dat diepere grondwerken meestal bij voorkeur worden uitgevoerd in de maanden augustus en september.

15

1.7. Het gedrag van water in de bodem

1.7.1. De verschillende waterzones in de bodem Uit het voorgaande kan afgeleid worden dat het water zich in de grond op verschillende manieren gedraagt. We hebben in figuur 3 al 2 vormen beschreven: het bodemvocht en het grondwater. In werkelijkheid zijn er echter meer.

Figuur 5 Momentopname van water in een bodem

Indien we in de zomer een put graven in de bodem dan zouden we een dergelijk profiel kunnen tegenkomen. In deze put zal er na verloop van tijd water komen te staan tot een bepaald niveau: in de figuur op ongeveer 140 cm diepte. Dit peil vormt de grondwatertafel of de grondwaterspiegel. In een andere context wordt dit ook wel de ontwateringsdiepte genoemd. De zone hieronder gelegen noemen we de grondwaterzone. Zoals reeds eerder werd vermeld zijn alle holtes er gevuld met water 16

en kan de grond er dus geen lucht (met daarin zuurstof) bevatten. Gewone plantenwortels kunnen er dus niet leven. Door dit zuurstofgebrek zal ook het aanwezige ijzer blauw of grijs verkleuren door reductie. Aan de hand van deze indicator kunnen we zelfs zonder het grondwater te zien de zomergrondwaterstand bepalen. Als de grondwatertafel in de wintermaanden stijgt, bereikt het een maximumpeil: in de figuur is dit tot ongeveer een 70 cm onder het maaiveld. Tussen het zomer- en winterpeil is er hier een zone van ongeveer 70 cm waarin het water beurtelings al of niet aanwezig is.

Deze zone wordt gekenmerkt door bruine vlekken veroorzaakt door de oxidatie van het aanwezige ijzer. Deze oxidatie treedt hier op juist omdat men in deze zone water en zuurstof samen aantreft.

Men noemt ze daarom roest- of gleyverschijnselen. Bij grondboringen verraden de eerste roestvlekken de diepte waarop de wintergrondwatertafel zich normaal bevindt.

In de zone boven de grondwatertafel stijgt het water als gevolg van capillaire krachten op in de talrijke kanaaltjes die door de gronddeeltjes gevormd worden. Haar maximale stijghoogte bepaalt de dikte van deze capillaire zone. Deze stijghoogte wordt vooral bepaald door de textuur.

Figuur 6 De capillaire stijghoogte in functie van de textuur

Hoe grover de textuur des te minder hoog de capillaire zone reikt. In zandgronden mag de zomergrondwatertafel dus niet veel dieper liggen dan 1 meter om het erboven groeiende akkergewas te voeden. Merk ook op dat in leemgronden de hoogste capillaire stijghoogte wordt bereikt. In deze bodems mag de zomergrondwatertafel zonder probleem naar 2 meter diepte wegzakken. Niet alleen de stijghoogte is van belang in deze figuur maar ook de tijd waarop het capillaire water die hoogte bereikt. In zandgronden zal het capillaire water veel vlugger opgestegen zijn.

Vermits de capillaire zone gevoed wordt uit het grondwater, hangt de diepte ervan samen met de grondwaterstand. Het is dus niet meer dan logisch dat de capillaire zone ook de seizoensschommelingen van de grondwatertafel volgt.

Bij nader toezicht blijkt de capillaire zone nog eens onderverdeeld te worden. Onderaan bevat de zone heel veel water: zo veel dat zelfs de grotere holtes er ook gevuld zijn met water. Dit is de gesloten capillaire zone. Ze laat evenals de grondwaterzone geen wortelgroei toe. Hoe meer we naar boven gaan des te meer holtes er met lucht gevuld zijn: de open capillaire zone. Helemaal boven in de 17

capillaire zone bevatten alleen de nauwste gangetjes nog capillair water. Deze zone vormt voor de plantenwortels een optimale voedingsbodem: lucht, water en voedingsstoffen in overvloed aanwezig.

Het gedeelte van de bodem boven de capillaire zone bevat meestal ook water. Dit water is echter afkomstig van neerslag die insijpelde. Tijdens zijn doortocht door de grond blijft het hangen in de fijnste poriën, kleeft het aan de aanwezige colloïden (klei of humus) of bindt het zich in en rond de bodempartikels. Het water dat niet bleef “hangen” sijpelt verder door naar het grondwater. Het opgehouden water noemt men hangwater. De hoeveelheid hangwater die kan gestockeerd worden, hangt in sterke mate af van de grondsoort: textuur en humusgehalte zijn de belangrijkste parameters. Zuiver zand kan maar weinig hangwater ophouden, leem veel en klei nog meer. Het is voor de hand liggend dat beworteling ook in deze zone alle kansen krijgt.

We beschouwen deze voorstelling als een normale verdeling van het water in de bodem. Op veel plaatsen echter wijkt dit af. Indien het grondwater zich zo diep bevindt dat grondwater en capillair water geen betekenis meer hebben voor de planten spreken we van een hangwaterprofiel. In dit geval is er geen aansluiting van de capillaire zone met het hangwater. Deze situatie vinden we terug in diepe zandgronden waarbij in de zomermaanden de grondwatertafel zo diep wegzakt dat de planten moeten overleven van de neerslag. Indien het een tijdje goed regent, zal bij een profielanalyse blijken dat het (hang)water zich in de bovenste zone bevindt met daaronder een volledig droge ondergrond.

In een ander geval zal de volcapillaire zone tot in de bouwvoor reiken. Hier is geen plaats meer voor hangwater en we noemen dit dan een grondwaterprofiel. In deze gronden zullen de gewone plantenwortels afsterven en kunnen alleen maar moerasplanten overleven.

Tot nu toe gingen we er van uit dat het grondwater onder invloed van de zwaartekracht zich steeds naar beneden toe beweegt. In sommige gronden echter wordt het grondwater als het ware opgestuwd: we spreken van stuwwatergronden.

Figuur 7 Het voorkomen van stuwwatergronden in heuvelige gebieden

18

In heuvelachtige gebieden onderscheiden we twee situaties. De meest linkse situatie vinden we in de dalen en laagvlaktes. Dit is de hierboven beschreven situatie. Op de plateaus (rechts op de figuur) ontstaat een andere situatie. Alle neerslag op deze hoogvlakte dringt in de grond maar stagneert op de onderliggende dichte kleilagen. Het gevolg is dat in de winter er een tijdelijke pseudogrondwaterzone ontstaat die in droge zomers volledig opgeconsumeerd wordt door de planten. Of dit voorkomt of niet, hangt volledig af van de diepte waarop de ondoordringbare laag zich bevindt. In het geval dat deze laag vrij ondiep ligt, zal het winterpeil zeer snel zeer hoog komen te liggen in de bodem. Deze gronden worden dan ook veel te nat in de winter. In de zomer daarentegen kunnen deze gronden volledig uitdrogen. We spreken hier van een stuwwatertafel. Bij de profielanalyse vinden we een bovenste laag zonder roestvlekken, een middenste laag met roestverschijnselen en een niet gereduceerde ondergrond.

Indien de kleilaag op het plateau voldoende diep ligt, zal er zich een permanente grondwaterzone ontwikkelen. Dan doet er zich een zeer interessant voorval voor. Vermits het grondwater niet verder kan zakken zal het zich zijwaarts en naar beneden een uitweg zoeken. Het is als een badkuip die overloopt op zijn laagste punt. Op de figuur staat deze plaats aangeduid als het bronniveau. Deze bronnen kunnen een tijdelijk karakter hebben als de grondwaterzone die het voedt, in de zomer opdroogt. Indien de grondwaterzone voldoende groot is dan spreken we van een permanente bron.

Op deze plaats wordt het grondwater dus ook als het ware omhoog geduwd. Merk dus duidelijk op dat bronnen alleen op een helling kunnen voorkomen waar er in de ondergrond een ondoordringbare laag zit.

1.7.2. Enkele belangrijke watergehaltes Voor de planten zijn de hangwaterzone en de open capillaire zone het meest interessant. Hun watergehalte kan echter nogal wat variëren. We kunnen spreken van natte, vochtige, verzadigde of droge gronden maar echt nauwkeurig is deze omschrijving niet. Een betere omschrijving dringt zich op.

Wanneer een grondlaag zoals in de grondwaterzone volledig verzadigd is met water, spreken we van het maximale watergehalte. Alle aanwezige lucht in de poriën werd vervangen door water. Het watergehalte komt dan ook overeen met het poriënvolume van de grond.

Als deze grondkolom uit het water wordt getild dan loopt al het overtollige water (=draineringswater) er uit tot er zich een evenwicht instelt. De zuigkracht van de grond wordt dan groter dan de zwaartekracht en houdt het water vast. In deze toestand houden de middelmatige (10 – 0.2 micron) en kleine (<0.2 micron) poriën en de aanwezige colloïdalen het water vast. De grotere poriën zijn met lucht gevuld. Het watergehalte bij deze evenwichtstoestand is de veldcapaciteit.

Vanaf dit watergehalte kunnen plantenwortels het aanwezige water consumeren. Ze kunnen echter het laatste water niet opnemen vermits dit water in te kleine capillairen zit of vermits het door de colloïdalen te sterk gebonden wordt. De zuigkracht van de bodem overtreft op dit moment de zuigkracht van de wortels. Dit omslagpunt is gekend als het verwelkingspunt. Al het water dat door de planten kan opgenomen worden tussen veldcapaciteit en verwelkingspunt, wordt gedefinieerd als het beschikbaar water.

19

Indien we een grondstaal op het verwelkingspunt een tijd in een droogstoof laten staan bij 105 °C dan wordt dit staal lichter. Dit bewijst dat er na het verwelkingspunt nog water aanwezig is in de grond. Het is echter niet meer beschikbaar voor de planten en wordt daarom wel eens het dode water of het onbeschikbaar water genoemd. Volgens de afspraken bevat ovendroge grond geen water meer.

In natuurlijke omstandigheden vinden we gronden op veldcapaciteit terug vlak na de winterperiode.

Tijdens het groeiseizoen geven de gronden naargelang hun mogelijkheden het beschikbare water af aan de planten. Niettegenstaande de zomerse regenbuien bereiken ze soms het verwelkingspunt wat dan fataal is voor de planten.

1.7.3. pF De verschillende watergehaltes zijn fysisch vrij gemakkelijk te bepalen. Indien we echter een wetenschappelijk exacte bepaling moeten geven, wordt het iets moeilijker.

In feite draait alles rond de kracht waarmee de grond het water vasthoudt of niet. De grond oefent met andere woorden een zuigkracht uit op het water. Zuigkrachten zijn het tegenovergestelde van drukkrachten. Anders geformuleerd zijn zuigkrachten dus negatieve drukkrachten. De gebruikte drukeenheid in het MKS-stelsel is de Pascal. Aangezien 1 Pa een te kleine eenheid is om de drukkrachten op bodemniveau aan te geven, werd er uitgekeken naar andere eenheden: bar, atmosfeer of centimeter waterkolom. Bij bodemkundigen en biologen viel deze laatste nogal in de smaak. Gezien de zeer hoge waardeverschillen in de eenheid cm waterkolom ging men al vlug over tot een andere eenheid die meer hanteerbare cijfers aanreikte: de pF. Het verband tussen de twee eenheden: PF = - log10 (cm WK) .

Tabel 2 Verband tussen pF, cm WK en atm.

Al de hierboven beschreven watergehaltes kunnen zeer gemakkelijk uitgedrukt worden met een pFwaarde. Vanaf nu kunnen ook de intermediaire waarden benoemd worden. Indien we die watergehaltes willen koppelen aan hun respectievelijke pF-waarde dan is de volgende tabel een handleiding.

20

Tabel 3 Verband tussen watergehaltes, atm. en pF

Enkele opmerkingen bij deze tabel: o

Vermits de pF een logaritmische functie is, kan een zuigkracht van nul (of geen zuigspanning) niet weergegeven worden op de schaal. Voor vrij of niet gebonden water neemt men daarom gemakkelijkheidshalve aan dat dit overeenkomt met een drukhoogte van 1 cm WK. De pF wordt dan nul.

o

De pF-waarde voor veldcapaciteit is niet altijd gelijk. Soms gebruikt men hier de pF-waarde 2.5 en soms 2.0. In de praktijk gebruikt men de laatste waarde in lichte gronden en in de andere gevallen de eerste waarde.

o

Het beschikbare water (pF tussen 2.5 en 4.2) kan nog eens opgedeeld worden in een deel gemakkelijk opneembaar water (tussen 2.5 en 3.0) en moeilijk opneembaar water (tussen 3.0 en 4.2).

o

Vermits bij een bodemzuigkracht groter dan 15 atmosfeer de wortels dit water niet meer kunnen opnemen, betekent dit dat plantenwortels een maximale zuigkracht van 15 atmosfeer kunnen ontwikkelen. Sommige plantensoorten hebben echter een afwijkende zuigkracht.

o

Hygroscopisch water is de waterhoeveelheid in de grond tussen het verwelkingspunt en luchtdroge grond. Dit punt bereikt men indien men het grondstaal op een droge plaats ongeveer een week in contact laat met de omgevende lucht bij kamertemperatuur.

1.7.4. De pF-curve van een grond Vanaf nu kunnen we voor elke grondsoort een aantal belangrijke watergehaltes bepalen. Wat ons echter meer interesseert is hoeveel water er nu eigenlijk in die grond zit bij welk watergehalte.

Naargelang de textuur, het humusgehalte, het zoutgehalte, â&#x20AC;Ś kan dit watergehalte nogal wat variĂŤren.

Om de hoeveelheid water aan te geven wordt het vochtgehalte veelal uitgedrukt in volumeprocenten water ten opzichte van ovendroge grond. In bodemkundige kringen is dit een interessante eenheid vermits er een relatie kan gelegd worden met mm waterhoogte: X vol % vocht komt overeen met X mm vocht per 10 cm grondlaag.

Voor elke grondsoort kan er een pF-curve of vochtkarakteristiek getekend worden die aangeeft hoeveel water die grond bevat bij een bepaalde pF-waarde.

21

Figuur 8 pF-curve of vochtkarakteristiek van verscheidene gronden

Merk op dat er op de rechterzijde van de grafiek de diameter vermeld staat van de met water gevulde poriën bij die pF-waarde. Het is vroeger reeds aangehaald dat bij een kleinere vochtspanning steeds grotere poriën gevuld worden. Plantenwortels gedijen het best in poriën met een diameter tussen 3 en 30 micron. Deze poriëndiameter wordt volgens de grafiek juist net bij een pF tussen 2 en 3 opgevuld. Dit is dan ook de reden dat in dit traject het gemakkelijk opneembaar water zit. Indien de poriëndiameter nog kleiner wordt, zal het voor de “dikke” plantenwortel moeilijker worden om het nog resterende water achterna te groeien: vandaar de benaming moeilijk te onttrekken vocht in het traject tussen pF 3 en 4.2.

Vertrekkende van de watergehaltes die op de grafiek vermeld worden kunnen we nu de verschillende grondsoorten met elkaar gaan vergelijken qua waterinhoud. Belangrijker is dat we vanaf nu niet alleen het absolute watergehalte maar ook het water dat beschikbaar is voor de planten kunnen vergelijken.

Tabel 4 Gemiddelde watergehaltes in vol % van drie grondsoorten

22

Uit de tabel kunnen we aflezen dat een gemiddelde zandgrond 10 vol % water bevat bij veldcapaciteit en 3 vol % bij het verwelkingspunt. Het verschil tussen beide cijfers is het beschikbare water ofwel in dit geval 7 vol %. Dit cijfer kunnen we ook aflezen uit de tabel. Hier kunnen we ook vaststellen dat leemgronden meer beschikbaar water bevatten dan kleigronden niettegenstaande dat die kleigronden bij veldcapaciteit een hoger watergehalte aangeven. Dit verklaart waarom in de praktijk verwelking op leemgronden praktisch niet voorkomt. Ze bezitten namelijk het hoogste gehalte aan hangwater.

Deze eigenschap samen met de hoogste capillaire nalevering (zie figuur 6) zorgen er voor dat diepe leemgronden tot de beste landbouwgronden mogen gerekend worden.

Het valt ook op dat kleigronden altijd meer water bevatten dan de andere grondtypes. Vermits nattere gronden minder snel opwarmen, is dit ook de verklaring voor de mindere jeugdgroei in kleigronden.

1.7.5. Berekeningen rond de vochtkarakteristiek Indien we beschikken over de vochtkarakteristiek van een grond, kunnen we allerlei berekeningen ivm het watergehalte er van uitvoeren.

Stel dat we beschikken over de vochtkarakteristiek van een lemige zandgrond: bij pF0 45 vol %, pF 2.5 27 %, pF3 17 % en pF4.2 10 %. Op 1.5 hectare van deze grond groeien er aardappelen die ongeveer 90 cm diep wortelen. De grondwatertafel bevindt zich op 2.50 meter diepte. Hoe lang zullen de aardappelen beschikken over gemakkelijk te onttrekken vocht als de grond zich vanaf het begin op veldcapaciteit bevindt en als ze per dag ongeveer 3 mm verdampen? Als al het goed beschikbaar water op is, wil ik beregenen tot veldcapaciteit op worteldiepte. Hoeveel kubieke meter water zal dit vragen? o

Bij veldcapaciteit bevat de grond 27 vol % vocht en bij pF3 17 vol %. Het verschil is gemakkelijk opneembaar water en bedraagt 10 vol %.

o

Vermits er geen capillaire oplevering is en geen neerslag, is dit het enige water waarover de aardappelen beschikken. 10 vol % water betekent 10 mm water per 10 cm grond. In dit geval bedraagt de diepte niet 10 maar wel 90 cm wat betekent dat er geen 10 mm maar wel 90 mm water in de grond voorradig is.

o

Als de aardappelen 3 mm water per dag verbruiken kunnen ze met 90 mm ongeveer 30 dagen overleven.

o

1 mm water betekent 1 liter per m². In dit geval gaat het over 90 mm verspreid over 15 000 m² of 90 x 15 000 = 1 350 000 liter = 1 350 m³ water.

23

1.8. De gewenste grondwaterstand

1.8.1. De optimale grondwaterstand Bij de berekeningen van de beschikbare hoeveelheid hangwater in het bodemprofiel blijkt dat de bewortelingsdiepte van het gewas ook van belang is. Als de groei van de wortels van een bepaald gewas ongestoord kan plaatsvinden, wat alleen in een â&#x20AC;&#x153;diepeâ&#x20AC;? grond het geval is (dwz zonder storende lagen, geen te hoge grondwaterstanden,â&#x20AC;Ś) , dan blijkt dat de bewortelingsdiepte van verschillende gewassen niet gelijk is. Grasland en de meeste tuinbouwgewassen wortelen ondiep (30 tot 40 cm), aardappelen op 80 tot 100 cm, granen en bieten op 100 tot 120 cm en luzerne gaat nog dieper. Dit heeft tot gevolg dat de optimale grondwaterstand in de eerste plaats afhangt van het gewas dat op die bodem groeit. De vraag die zich daarna stelt is of de wortels worden gevoed door het capillaire water of niet. In diepe leemgronden (meer dan 1 meter) bijvoorbeeld hoeft de stijghoogte niet in contact te staan met de wortels vermits de grond voldoende beschikbaar hangwater bevat om het neerslagtekort te dekken. In zandgronden daarentegen is deze hoeveelheid hangwater meestal niet aanwezig en dient de wortelzone in contact te staan met de capillaire zone. Dit betekent dat de grondwatertafel hier in het geval van grasland vrij ondiep moet bevinden vermits de stijghoogte er maar 10 tot 20 cm bedraagt.

Tabel 5 De gewenste grondwaterstand in cm beneden maaiveld in het groeiseizoen

Deze waarden gelden voor een normale gemiddelde zomer. Het is duidelijk dat in een droge zomer bijvoorbeeld er te weinig hangwater kan aanwezig zijn in een diepe leem- of kleigrond. In dat geval heeft men best toch contact met de capillaire zone. Wil men dus op veilig spelen dan blijkt dus in de meeste gevallen een te lage grondwaterstand nadelig te zijn voor de gewasontwikkeling.

In de winterperiode daarentegen verdampen de gewassen maar weinig water. Hier is het dus niet zozeer het verbruik van de planten dat meetelt maar wel de aerobe zone in de bouwvoor. Deze is noodzakelijk om de wortels in leven te houden en om de nodige draagkracht te leveren voor de bodembewerkingen in het na- en voorjaar. Algemeen wordt aangenomen dat de grondwaterspiegel 24

best niet boven de 40 tot 50 cm beneden het maaiveld komt. Te diepe grondwaterstanden kunnen ook schadelijk zijn. Op zandgronden zou het grondwater er in het voorjaar zo diep wegvallen dat de planten er in het groeiseizoen niet meer aan kunnen.

In het algemeen kan er gesteld worden dat de gewenste grondwaterstand van geval tot geval individueel dient bekeken te worden omdat er veel factoren meespelen.

1.8.2. De werkelijke grondwaterstanden Tot nu toe hebben we aangenomen dat de grondwaterspiegel in een bodem altijd op gelijke diepte voorkomt zoals in een badkuip. In de praktijk is dit echter niet zo vermits het grondwater wordt afgevoerd door grachten en dergelijke. Grondwater is vrij water en dit betekent dat het o.i.v. zwaartekracht en drukverschillen zal gaan stromen. In de gracht zien we het water duidelijk gravitair aflopen naar lagergelegen plekken. Dit gebeurt ook in de bodem maar daar wordt dit fenomeen gehinderd door de grondpartikels. Het grondwater volgt de weg van de bodemholtes en ondervindt zodoende een weerstand. Deze weerstand is niet in alle gronden gelijk. Als maat voor deze weerstand hanteert men de snelheid waarmee het water door de grond stroomt: men noemt dit de doorlaatbaarheidsfactor of permeabiliteitsfactor k en men drukt dit uit in afgelegde meter per dag.

Tabel 6 Enkele ruwe k-waarden

Algemeen kan men stellen dat hoe groter de bodempartikels zijn, hoe groter ook de bodemporiĂŤn zijn en hoe groter de k-waarde wordt. Grof zand laat dus het meest het water door en dat is ook de reden waarom het als drainagemateriaal in de bouw wordt gebruikt. Merk ook op dat in slappe klei het water praktisch niet (0.1 mm per dag) kan bewegen. Dit verklaart waarom men na een regenbui in zandgronden bijna direct kan verder werken terwijl men op kleigronden soms dagen moet wachten vooraleer men terug kan starten met bodembewerkingen.

In het labo kan men de k-waarde van een grond bepalen met de wet van Darcy Q = k . F . h/l Men vult een cilinder met een kolom grond met diameter F en lengte l. Op deze kolom grond zet men een waterhoogte h om een drukverschil te bekomen en meet men dan het debiet Q die o.i.v. het drukverschil door de grondkolom is gestroomd.

25

Figuur 9 Laboratoriumopstelling volgens Darcy

De bepaling van deze k-waarde is echter in sterke mate afhankelijk van de voorbereidingen die het grondmonster onderging. Vermits het bijna onmogelijk is om een ongestoord monster te nemen, zijn de bekomen k-waarden eerder indicatief te noemen. Daarom verkiest men om de k-waarde in het veld te bepalen volgens de boorgatenmethode.

Figuur 10 Schematische voorstelling van de boorgatenmethode

Men boort ter plaatse een gat in de grond tot onder de grondwaterspiegel. Men laat het grondwater in het gat stijgen tot de spiegel. Dan pompt men een hoeveelheid water uit het gat en men chronometreert hoe snel de vlotter zal stijgen. Hoe sneller de vlotter stijgt, des te sneller wordt er uit de omliggende grond water aangevoerd en des te hoger is de k-waarde. De berekeningsmethode voor de k-waarde is erg ingewikkeld en geeft dus eigenlijk maar een ruwe schatting er van. Daarenboven stelt men dikwijls vast dat het grondwater niet alleen door de bodemholtes toestroomt maar ook door toevallige kanaaltjes, zoals mollenpijpen, regenwormgangen, afgestorven wortels, â&#x20AC;Ś De kleine k-waarden in de praktijk zorgen er voor dat grondwater slechts langzaam naar de gracht toestroomt en dat dit water een zeker drukverschil moet hebben om de grondweerstand te overwinnen. Dit betekent dat het grondwater zich niet als een vlakke tafel in de grond situeert.

26

Figuur 11 Opbolling en uitholling van de grondwaterstand

In de zomermaanden loopt er water van uit de sloot in de grond vermits de planten er het aanwezige water er verdampen. Hoe verder weg van de gracht, des te hoger moet het drukverschil zijn om de grondweerstand van onderweg te overwinnen, des te lager komt de grondwatertafel te liggen: men spreekt hier van een holle grondwaterstand. Merk ook op dat het water niet rechtstreeks naar de grond stroomt maar wel via zogenaamde stroombanen.

In de wintermaanden is er de omgekeerde situatie met afvoer van grondwater naar de sloot. Om dezelfde reden krijgen we hier een bolle grondwaterstand.

Deze situatie doet zich voor in homogene gronden. In het geval van ondoorlaatbare lagen worden de stroombanen omgeleid en zal de grondwatertafel zich boven op deze laag situeren.

Figuur 12 Stroombanen in een homogeen profiel en in een profiel met ondoorlatende laag

Hoe lager de k-waarde van een grond (hoe meer weerstand de grond tegen doorstroming bezit), hoe meer dat de grondwatertafel zich zal opbollen of uithollen (of maw hoe hoger de drukhoogte moet zijn om het water er alsnog door te duwen). Indien de grachten te ver uit mekaar liggen, zal de grondwatertafel zelfs in het midden tot aan het maaiveld kunnen reiken.

Indien het hard geregend heeft in een slecht doorlatende grond, stroomt het water slechts zeer langzaam naar de gracht. Hierdoor kan het grondwater gedurende een ontoelaatbare lange periode te hoog komen te staan.

Indien we dus spreken over een optimale grondwaterstand dan wordt er steeds de grondwaterstand van de slechtste situatie bedoeld: dit is dus in het midden tussen de twee grachten.

27

2. Wateroverschot in de grond

2.1. Oorzaken van wateroverschot

2.1.1. Factoren eigen aan de grond Indien er in de grond op geringe diepte een storende laag (zoals een ploegzool, een freesplaat, roestafzettingen, …) voorkomt, stagneert het doorsijpelende water hierop en geraakt de bouwvoor oververzadigd. Deze lagen kunnen met een penetrometer opgespoord worden. Met een penetrograaf kunnen deze verdichtingen zelfs gelokaliseerd worden in de bodem.

De textuur van de bodem bepaalt in hoge mate de k-waarde ervan: hoe zwaarder de grond, hoe lager de permeabiliteit en hoe vlugger er plassen op het maaiveld blijven staan. Van hieruit wordt het bezanden van sportvelden om de bespeelbaarheid te verhogen verklaard.

Een ander aspect is de structuur van de grond. Vermits de kruimelstructuur bepalend is voor de luchtigheid (en dus ook voor de open holtes) van de grond, is het niet meer dan logisch dat meer structuur ook een hogere doorlaatbaarheid betekent. In deze context is het duidelijk dat alle factoren die invloed hebben op de structuur belangrijk zijn: pH-waarde, humusgehalte en het voorkomen van het klei-humuscomplex. Om waterzieke gronden te vermijden moet er dus gezorgd worden voor voldoende kalk- en organisch materiaaltoevoer. In scherpe zandgronden kan het gebeuren dat het klei-humuscomplex ontbreekt door een tekort aan kleideeltjes. Hierdoor worden deze gronden dan uiterst stuif- en slempgevoelig. De oplossing hiervoor ligt in een aanvoer van kleideeltjes via bijvoorbeeld bentoniet, bietengrond of aardappelgrond.

Om af te sluiten is de k-waarde zelf van de bodem natuurlijk ook bepalend voor het optreden van wateroverschot. Alle factoren die de k-waarde beïnvloeden spelen hier dus mee. Naast de bovenvermelde zijn dat bijvoorbeeld het vochtgehalte, toevallige bodemkanaaltjes, bodemleven ….

2.1.2. Factoren buiten de grond om Een niet egale ligging van het maaiveld is dikwijls de oorzaak van plasvorming. Afstromend water sleept de fijnste bodemdeeltjes mee naar het lagergelegen deel en laat deze daar sedimenteren.

Vermits deze deeltjes er in korrelstructuur terecht komen en vermits dit meestal gaat over klei- of leemdeeltjes, is het duidelijk dat de k-waarde van deze bezinkingslaag zeer klein is. Op deze manier wordt een plas gevormd en wordt deze plas ook altijd groter. De enige mogelijkheid om aan deze 28

logica te ontsnappen is het egaliseren van het maaiveld of het laten weglopen van het plaswater via greppels.

Indien de waterafvoer niet optimaal functioneert, zal het geĂŤvacueerde water ook niet naar behoren kunnen afvloeien met te hoge grondwaterstand tot gevolg. Meestal moet de eigenlijke oorzaak van deze wateroverlast stroomafwaarts gezocht worden bij te ondiepe sloten, te kleine diameters van duikers, doorsteken die te hoog gelegen zijn enz.

Ook bronnen kunnen bepaalde percelen te nat maken. Zoals reeds vermeld kunnen bronnen alleen maar voorkomen op hellingen in combinatie met ondoorlaatbare lagen. Zogenaamde bronnen in laaggelegen gebieden zijn meestal het gevolg van oude drainages die niet meer kunnen lozen, van gedempte grachten waarin het grondwater volgens het oude patroon blijft stromen en van andere kunstmatige oorzaken.

Alle externe factoren die de structuur van de grond beĂŻnvloeden, hebben ook een waterdoorlatend effect. Zo is het voorkomen van grondbedekking op een bodem zeer belangrijk voor het aanwezige bodemleven. De bedekking vermijdt de blootstelling van de grond aan extreme omstandigheden zoals droogte, vorst, regeninslag, sterke temperatuurschommelingen, â&#x20AC;Ś en spaart op die manier het bodemleven dat op zijn beurt voor meer structuur zorgt. Een andere invloed is het gebruik van de grond: meerjarige teelten die de grond meer bedekken hebben duidelijk een positieve invloed.

Het ontbreken van snelle afvoerwegen is dikwijls ook oorzaak van wateroverlast. Als men in zwaardere gronden in het beste geval een k-waarde bereikt van 0.5 meter per dag, dan is het duidelijk dat bij zware neerslag het overtollige water aan dit tempo zeer veel dagen nodig heeft om een gracht te bereiken die pakweg 50 meter verder ligt. Of deze tijdelijke overlast echt nadelig is, hangt van vele factoren af en bepaalt of er moet ingegrepen worden.

29

2.2. Ontwatering

2.2.1. Definitie Met ontwatering bedoelt men de afvoer van overtollig water uit percelen over en door de grond naar een stelsel van grotere waterlopen die dan op hun beurt voor de afwatering zorgen.

De verbetering van de ontwatering kan plaatsvinden door een aantal algemene maatregelen zoals het op punt stellen van de zuurtegraad, organische bemesting en andere structuurbevorderende handelingen.

Meer ingrijpende technieken kunnen ook toegepast worden: het aanleggen of verdiepen van greppels en grachten, het egaliseren van gronden, het breken van storende lagen in de grond of het aanleggen van een drainage.

2.2.2. Het belang van de ontwatering Hoe droger de grond, hoe meer draagkracht. Dit betekent in de praktijk dat er vroeger kan gestart worden met de bewerkingen in het voorjaar en dat er langer kan doorgewerkt worden in het najaar.

Uiteindelijk resulteert dit in meer groeidagen en dus een hogere opbrengst.

De structuur van een grond is zeer watergebonden. Hoe natter de grond, hoe meer structuurverval er kan optreden. Ten eerste door het berijden zelf die de natte bodem bij een bepaalde druk meer zal verdichten en ten tweede door de wrijving van de machineonderdelen die versmering zal veroorzaken.

Het resultaat is in de twee gevallen een verdichte laag die de insijpeling ernstig kan afremmen en op die manier nog meer wateroverlast veroorzaakt. Zij kunnen met een penetrometer opgespoord worden. Verder is het ook zo dat een natte grond minder snel zal opvriezen waardoor juist de structuur weer terug op punt kan gebracht worden.

Vermits de bodemholtes in een natte grond meer gevuld zijn met water, bevatten deze minder lucht.

Juist deze lucht (of beter gezegd de zuurstof) zorgt via mineralisatie voor een stimulans van de wortelontwikkeling en het aanwezige nuttige bodemleven. Indien het gewas door zuurstoftekort in de wintermaanden geremd wordt, betekent dit dat de wortelgroei in de zomermaanden ook niet ideaal zal verlopen wat minder opbrengst veroorzaakt door een verminderde opnamecapaciteit. Van hieruit komt het gezegde: “Natte gronden zijn arme gronden”.

Vermits natte gronden meer warmte vragen om op te warmen is het niet meer dan logisch dat ze in het voorjaar systematisch een lagere bodemtemperatuur hebben en dus ook een lagere opbrengst.

Hier past het gezegde: “Natte gronden zijn koude gronden”.

Indien de grondwatertafel van een grond lager staat, ontstaat er automatisch ook een grotere waterbergingscapaciteit. Drogere gronden overstromen dus minder snel bij grote neerslagintensiteiten.

30

Het is algemeen geweten dat bepaalde ziektes voor planten en dieren meer optreden in natte gronden. Zo is er voor het vee bijvoorbeeld een grotere worminfectiedruk en voor de planten een grotere besmettingskans op schimmelziektes.

Vermits bepaalde meststoffen zeer goed oplosbaar zijn in water, kunnen ze bij een hogere grondwatertafel dus ook gemakkelijker uitspoelen. Vooral de stikstofmeststoffen zijn hier zeer gevoelig voor.

In natte toestand kan de samenhang van de gronddeeltjes gemakkelijker verbroken worden waardoor er in natte gronden meer erosie optreedt.

31

2.3. Ontwatering via grachten en sloten

2.3.1. Functies van grachten De term gracht wordt meestal gebruikt voor een geul in de bodem waarin water kan stromen.

Naargelang de diepte wordt er een onderscheid gemaakt tussen greppels (20 tot 60 cm) en grachten (meer dan 70 cm). Sloten worden dan weer beschouwd als brede grachten.

Vaak worden grachten beschouwd als een transportmiddel om het water af te voeren. Meestal hebben ze voor de aangrenzende percelen ook een ontwaterende functie. De ontwateringcapaciteit hangt in grote mate af van de doorlaatbaarheid van de grond. Bij hoge k-waarden is een grote slootafstand reeds voldoende om de grondwatertafel gedurende het jaar niet al te veel te laten schommelen rond een aanvaardbaar peil. Bij lage permeabiliteit daarentegen zal in de meeste gevallen de slootwand daarenboven nog verstopt zitten door slibdeeltjes en zal er een grote jaarschommeling van de grondwatertafel optreden. In dit geval zouden de grachten zo dicht bij mekaar komen te liggen (15 tot 30 meter) dat de situatie praktisch niet werkbaar meer is. Vandaar dat dit ontwateringsysteem alleen op goed doorlatende zandgronden voldoet. Zelfs hier wordt dit systeem ook meer en meer vervangen door buisdrainage omdat de onderhoudskosten van een gracht vrij hoog oplopen, er landverlies optreedt en omdat de toenemende mechanisatie ernstig gehinderd wordt door de taluds.

Grachten kunnen echter ook gebruikt worden om water aan te voeren. In dit geval kan dit ook alleen maar als de grond een grote doorlaatbaarheid bezit.

Voor vee betekent een gracht vaak niet alleen een veekering maar ook een drinkplaats. In dit laatste geval moet er ernstig gewaakt worden over de kwaliteit van het water.

Juridisch heeft men een eigen specifieke terminologie ontwikkeld. In Vlaanderen maakt men namelijk een onderscheid tussen de bevaarbare waterlopen, beheerd door het Vlaamse Gewest, en de onbevaarbare waterlopen, die afhankelijk van hun grootte beheerd worden door het Vlaamse Gewest, de provincie of de gemeente. Al deze waterlopen zijn beschreven in atlassen en de waterlopen die niet in deze atlassen werden opgenomen, noemt men grachten. Een gracht is ontstaan door menselijk ingrijpen en vormt een plaatselijke afwatering. Voor het onderhoud ervan is de eigenaar of de pachter (via het pachtcontract) verantwoordelijk. De enige uitzondering hierop vormen de baangrachten, waarvoor de wegbeheerder verantwoordelijk is. Een andere uitzondering vormen de grachten die gelegen zijn binnen een polder of watering. Hier neemt het polderbestuur het onderhoud over en betalen de aangelanden een polderbelasting.

In geval van twijfel over het ruimen of onderhouden van grachten of waterlopen kan men zich het best wenden tot de gemeente, die beschikt over de officiĂŤle atlassen.

32

2.3.2. Ontwateren met grachten Het dwarsprofiel van een gracht wordt gekenmerkt door enkele begrippen.

Figuur 13 Dwarsprofiel van een gracht

De totale grachtdiepte kan opgesplitst worden in een drooglegging en in een waterdiepte. Evenzo kan de bovenbreedte verdeeld worden over de bodembreedte en tweemaal de taludbreedte.

De taludhelling is afhankelijk van de stevigheid van de grond. Zwaardere en begroeide gronden hebben meestal een sterke helling zonder in te kalven. Deze helling wordt uitgedrukt in de taludverhouding: totale diepte over de taludbreedte. Deze helling loopt van 1/1 tot 1/2.

De grachtdiepte is afhankelijk van de functie. Waterafvoerende grachten dienen minstens 0.50 meter dieper te zijn dan de gewenste ontwateringdiepte om zowel in de zomer als in de winter een aanvaardbaar peil te hebben. Ontwaterende grachten hebben een diepte die afhangt van de opbolling van het grondwater. Hoe steiler de opbolling, hoe dieper de gracht komt te liggen om een aanvaardbare ontwatering te verkrijgen. In deze context is het ook belangrijk om te weten dat 1 diepe gracht meer ontwatert dan 2 ondiepe.

Om verstoppingen zoveel mogelijk te vermijden moet de bodembreedte minimaal 50 cm bedragen.

De sectie van een gracht is de oppervlakte van het dwarsprofiel. Dit begrip is vrij belangrijk vermits het de stroomsnelheid bepaalt. Deze stroomsnelheid mag niet te groot zijn wegens het gevaar tot erosie maar ook niet te klein door de dan optredende sedimentatie. Bij zandvang wordt er juist van deze eigenschap gebruik gemaakt door bredere en diepere stroken in de gracht aan te leggen. Deze snelheid wordt uiteraard ook mee bepaald door het verhang maar in het vlakke Vlaanderen is dit meestal verwaarloosbaar. Als maximale stroomsnelheid wordt er in kleinere grachten en in zandgronden 0.3 meter per seconde en in grotere sloten en in kleigronden 0.7 meter per seconde gehanteerd. Met dit gegeven kan bij een gegeven debiet de benodigde sectie van een gracht berekend worden want het debiet is niets anders dan het product van de natte doorsnede met de stroomsnelheid. Voor grachten met kleine ontwateringsdebieten geldt deze formule niet en houdt men rekening met de minimale kencijfers.

Om aan de andere kant te geraken van een gracht of sloot is in de meeste gevallen een duiker aangewezen. Meestal zijn dit ronde betonbuizen waarop een grondlaag wordt gestort. In de praktijk veroorzaken zij altijd een opstuwing van het water. Indien de duiker te nauw werd gedimensioneerd zal er naast een hogere opstuwing (meer dan 2 cm) ook een hogere stroomsnelheid veroorzaakt 33

worden met erosie tot gevolg. Indien de duiker te wijd is, zal er verhoogde sedimentatie in de buis optreden met verstopping tot gevolg. Duikers dienen zo gekozen te worden dat de buisbodem gelijk komt met de grachtbodem, dat de buissectie overeenkomt met de grachtsectie en dat er boven de waterspiegel een vrije ruimte is in de buis om het drijvend vuil te laten passeren.

Grachten dienen goed onderhouden te worden om een goede werking te blijven behouden. Dit betekent ten eerste dat de begroeiing in het water om de 2 jaar en op de talud 1 tot 2 maal per jaar moet gemaaid worden. Langs de ene kant is de begroeiing noodzakelijk om de talud te verstevigen maar langs de andere kant zal de begroeiing de afvoer van het water sterk remmen. Begroeiing moet dus beschouwd worden als een noodzakelijk kwaad. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen de taludmaaiers en werktuigen die in de gracht zelf werken. Taludmaaiers zijn meestal traditionele maaiers die aangepast werden om op de helling te kunnen werken. Ze worden daarom meestal met een hydraulische giek bediend.

Figuur 14 Taludmaaiers

Deze maaiers werken echter niet onder water zodat daarvoor andere machines worden gebruikt.

Figuur 15 Een kraan met een maaikorf

De maaikorf is een maaibalk die gemonteerd staat op een spijlenbak. Al de gemaaide planten komen op die manier in de bak terecht terwijl het water via de spijlen in de gracht terugloopt.

Om het gesedimenteerde slib uit de gracht te verwijderen kan men gebruik maken van kranen met volle bakken of van baggerpompen als het over sloten gaat.

34

Figuur 16 Een baggerpomp

Indien het over niet vervuild slib gaat kan de bagger over het land verspoten worden zonder nadelige effecten voor de teelten. Het slib kan ook naast de gracht gelegd worden met een kraan waar het dan later met een frees kan ingewerkt worden. Indien het gaat over vervuild slib moet dit natuurlijk afgevoerd worden.

Na verloop van tijd kan de talud ingezakt zijn door de erosie van het water of door het intrappelen door vee. Dan zal de talud terug op de juiste helling moeten gebracht worden. Meestal gebeurt dit met kranen die de uitgenomen aarde uit de gracht op de talud gooien en het in één moeite met de gepaste helling naar boven slepen. Er bestaan echter ook echte taludherstelmachines zoals aangepaste taludfrezen of taludstekers. De frezen kunnen putten en inzakkingen in één werkgang opvullen terwijl de stekers dat niet kunnen.

Figuur 17 Taludmachines

35

2.4. Ontwateren met greppels Indien greppels eigenlijk ondiepe grachten zijn, lijkt het vrij onlogisch om deze voor ontwatering te gebruiken. Toch zijn er enkele gevallen waarin begreppeling wel degelijk een alternatief biedt.

Als het lozingspeil van een bepaald perceel op minder dan 50 cm diepte ligt, dan heeft de aanleg van een drainage weinig of geen zin. De draineerbuizen zouden dan door het opboleffect zeer dicht tegen elkaar moeten liggen om nog een gewenste grondwaterstand te bereiken. Economisch kan dit nooit verantwoord worden. Of indien de k-waarde van een grond bijvoorbeeld zo laag ligt dat het overtollige water niet snel genoeg kan geĂŤvacueerd worden, kan begreppeling voor de oplossing zorgen.

In deze gevallen zal het overtollige (regen)water niet door de grond maar wel over de grond via de greppels afgevoerd worden. Begreppeling ontwatert dus niet veel grondwater maar heeft wel tot resultaat dat er een ondiepe watervrije zone in de bouwvoor ontstaat. Voor ondiep wortelende gewassen is dit voldoende om de winter door te geraken. Vooral in laaggelegen weiden en in intensieve vollegrondstuinbouw (winterbed) kan dit toegepast worden.

De greppels worden onder helling naar de grachten aangelegd met een diepte van minimaal 30 cm en een lengte van maximaal 200 meter. Om de percelen machinaal te kunnen bereiken, wordt de greppel meestal ingebuisd op de kopakker over een lengte van 10 Ă 15 meter. De greppelafstand is meestal gegroeid uit plaatselijke praktijknormen en varieert tussen 15 tot 25 meter. Tussen de greppels worden de akkers meestal bol gelegd om het oppervlaktewater versneld tot bij de greppels te krijgen. De greppels kunnen goedkoop machinaal aangelegd en onderhouden worden met een greppelfrees (zie figuur 18).

Begreppeling wordt minder en minder toegepast door het bemoeilijken van de mechanisatie. Alleen indien de machines speciaal ontworpen zijn zoals bij de beddenteelt kunnen ze zonder problemen ingezet worden.

Verder is de geringe ontwateringdiepte meestal ook een probleem voor dieper wortelende gewassen.

Een degelijk alternatief voor een geringe ontwateringdiepte is de bemaling van het perceel maar in de huidige economische context kan dit niet verantwoord worden.

Een ander ernstig nadeel is het landverlies. Afhankelijk van de greppelafstand kan dit al snel tot 5 % oplopen.

Tot slot kan gesteld worden dat door de andere bodemomstandigheden op de talud en in de greppel er hier ook andere groeivoorwaarden gecreĂŤerd worden. Dit heeft tot gevolg dat er hier meestal ongewenst kruid en parasitaire infecties voor het vee voorkomen. De nadelen zijn dus meestal groter dan de voordelen. Meestal zoekt men dus naar andere oplossingen.

36

Figuur 18 Greppelfrezen

Begreppeling kan ook als een tijdelijke cultuurmaatregel toegepast worden. Indien een onder water staand perceel ontgonnen wordt, is begreppeling meestal de eerste ingreep. Hierdoor wordt het land begaanbaar en kan men metingen en vaststellingen doen om daarna verder te werken aan de ontginning. Door de greppels steeds maar te verdiepen kan men dan uiteindelijk tot de gewenste ontwateringdiepte komen.

37

2.5. Ontwateren met buisdrainage

2.5.1. Algemeen Drainagetechnieken bestonden al ten tijde van de Romeinen. Zij groeven een greppel die ze deels opvulden met volumineus materiaal zoals stenen, takken ed. Op die manier kon het overtollige grondwater door de grond versneld afgevoerd worden. Later in de Middeleeuwen werd deze techniek verfijnd door een gebakken kleiplaat in de vorm van een nokpan in de drainsleuf te plaatsen. De holle ruimte onder de dakpan werd door het drainagewater gebruikt om weg te lopen. In de jaren 1800 werd de gebakken drainbuis geĂŻntroduceerd. Deze buisjes van ongeveer 30 cm lengte werden in de drainsleuf tegen mekaar gelegd en vormden zo een afvoerweg. Op het einde van de jaren 50 gebruikte men lange kunstofbuizen met insnijdingen die achter mekaar gelegd werden. In de jaren 60 is men op het idee gekomen om geribbelde en geperforeerde PVC-buizen te construeren. Zij waren veel sterker en veel flexibeler zodat ze in lange lengtes op- en afgerold konden worden. Ze bevatten relatief meer instroomopeningen dan de gladde buizen en behoefden voor de constructie beduidend minder grondstof. Het probleem met deze buizen was de instroom van bodemdeeltjes via de openingen waardoor er verstoppingen optraden. In een eerste fase werd er boven de drainbuis een afdekmateriaal gelegd. Hiervoor werden allerlei grove materialen voor gebruikt zoals stro, turfmolm, grint, glasas en andere. Geleidelijk aan werd er overgeschakeld op omhulde draineerbuizen. Als omhulling werden er allerlei organische materialen toegepast: vlasvezel, turf, kokosvezel, acrylvezel, polystyreenkorrels, glasvlies, nylonvlies en nog zoveel andere. De grote voordelen van omhulling waren de bescherming van de buizen bij het transport en het leggen. Verder werden de inspoelende bodemdeeltjes voldoende geweerd en vergrootte de buitendiameter. Dit laatste had tot effect dat de watervang van een buis met eenzelfde diameter gevoelig steeg.

Uiteindelijk bleef er van al deze omhullingmaterialen enkel de kokosvezel over. Een mogelijk probleem hiermee is dat de kokos in een humeus milieu verteert. In dat geval blijft de buis onbeschermd liggen en kunnen er alsnog verstoppingen voorkomen. Hierop is men de kunststoffen omhullingmaterialen beginnen gebruiken met polypropyleenvezels als de meest toegepaste. Zij verteren niet en garanderen dus op deze manier een lange levensduur van de drainage.

Niet alleen de buis is belangrijk maar ook de hulpstukken die bij de aanleg gebruikt worden. Om buizen met elkaar te verbinden kan men gebruik maken van moffen, T-stukken of controleputjes.

Soms worden er drainbruggen gelegd over gedempte grachten om latere verzakkingen te vermijden.

Ook aan de eindbuis moet er veel aandacht besteed worden vermits dit een van de zwakste punten van de hele drainage is. Dit zijn kunststoffen buizen die een eindje uit de talud uitsteken en mooi aflopen zodat het drainwater niet over het talud in de gracht loopt. Indien ze niet mogen uitsteken om het maaien van de talud te vereenvoudigen, moet er een taludgoot ingegraven worden met daarin een al of niet uitschuifbare eindbuis. Om de toegang van ongedierte tot de drainbuizen te verhinderen worden deze wel eens afgesloten met een tralieklep.

38

Figuur 19 De stroombanen naar een drainagebuis

In een homogene grond lopen de stroombanen naar de drainbuis zoals dit ook gebeurt bij grachten.

Dwz dat er hier ook opbolling plaatsvindt in het natte seizoen. Deze mate van opbolling is ook hier het rechtstreekse gevolg van de doorlaatbaarheid van de grond. De drooglegging wordt gemeten op de top van de opbolling en is bepalend voor de draindiepte. Andere belangrijke parameters van de drainage zijn de drainafstand, de drainlengte en de draindiameter.

Vooraleer een drainage wordt aangelegd, wordt er een drainageplan opgemaakt. Op de eerste plaats dient men zich af te vragen of een drainage wel de oplossing is voor de wateroverlast. Bij het voorkomen van ondoorlatende lagen of een te hoog grachtpeil zal een drainage het probleem niet oplossen. Pas na dit vooronderzoek wordt het eigenlijke drainageplan getekend. Men houdt dan rekening met de volgende richtlijnen: - De drainage moet een minimale helling van 5 cm per 100 m krijgen. Ligt het perceel onder een helling dan zal men proberen om de drains deze helling zoveel mogelijk mee te geven.

- Men tracht om de eindbuizen in de diepste grachten te laten lozen. De eindbuizen dienen minstens 10 cm boven het gemiddelde grachtpeil te liggen om sedimentatie in de buis te vermijden.

- Men streeft naar een drooglegging van minstens 40 cm.

- De gronddekking van de buizen moet minimaal 50 cm bedragen om vorst en beschadiging door machines geen kans te geven. Dwz dat men over een plan moet beschikken met daarop de hoogtelijnen van het perceel. Deze kunnen verkregen worden met een topografische opmeting van de kavel.

- Het aantal (dure) drainbruggen wordt zo veel mogelijk beperkt. Een gedempte gracht wordt daarom meestal op een centrale plaats met een drainbrug overbrugd.

- Vermits eindbuizen zeer kwetsbaar zijn, wordt hun aantal zo veel mogelijk beperkt.

Bij het opmaken van het drainageplan wordt er gebruik gemaakt van de verschillende drainagesystemen.

Bij enkelvoudige drainagesystemen mondt elke drainbuis uit via een eindbuis in de gracht. De controle op elke buis kan visueel vrij gemakkelijk gebeuren. Door het grote aantal eindbuizen echter

39

wordt dit systeem niet alleen duurder, moeilijker bij het maaien van de talud maar ook kwetsbaarder. Voor kleinere percelen wegen de voordelen echter ruim op tegen de nadelen.

Figuur 20 Enkelvoudige drainagesystemen

Bij samengestelde drainage monden de drainreeksen (de zuigers) niet uit in een gracht maar wel in een verzameldrain (de moer). Het is duidelijk dat de moer meer water moet afvoeren waardoor deze buis dan ook een grotere diameter moet hebben. Het systeem wordt vooral toegepast op hellende gebieden en in die gevallen waar enkelvoudige drainage niet mogelijk is: bijvoorbeeld bij bemaling, bij het oversteken van een gedempte gracht, bij een te grote lengte, â&#x20AC;Ś Bij dit systeem wordt het aantal eindbuizen sterk gedrukt waardoor al de nadelen hieraan verbonden ook sterk worden gereduceerd.

Verder kan men met dit systeem grotere kavels ontwateren en heeft men minder landverlies omdat het aantal grachten sterk terug gebracht kan worden.

De nadelen van dit systeem zijn duidelijk. Door de vele verbindingen wordt het systeem kwetsbaarder en moeilijker te controleren. In het geval men de verbindingen maakte met controleputjes is dit nog op te lossen maar bij het gebruik van moffen zijn deze later zeer moeilijk terug te vinden: individuele controle en onderhoud van de zuigdrains is dan praktisch onmogelijk. Door de complexiteit van de verschillende hellingsrichtingen moet de aanleg met geperfectioneerde machines gebeuren: hierdoor wordt de aanleg storingsgevoeliger en ook duurder.

Figuur 21 Samengestelde drainagesystemen

40

2.5.2. De parameters van een drainage De drainlengte van een drainage wordt meestal beperkt tot 200 Ă 300 meter. Op vlakke percelen komt men immers al snel in de knoei met de richtlijnen als de buis langer wordt. Ook het doorspuiten van de drainage (zie bij onderhoud) wordt dan problematisch.

Als gemiddelde drainafstand wordt 7 tot 20 meter voorgesteld. Deze afstand kan berekend worden met de formule van Hooghoudt maar in de praktijk wordt meestal gedraineerd naar plaatselijke gebruiken. De drainafstand is namelijk afhankelijk van een aantal factoren. De meest belangrijke factor is de doorlaatbaarheid van de grond maar ook andere zoals draindiepte, drooglegging, draindiameter en de vereiste afvoer spelen een rol. De invloed van de meeste van deze factoren op elkaar kunnen in een grafiek verduidelijkt worden.

Figuur 22 Verband tussen de verschillende factoren bij het leggen van een drainage

Op de figuur wordt het duidelijk dat bij eenzelfde drooglegging en eenzelfde doorlaatbaarheid men dieper moet draineren als de drainafstand vergroot. Bij veranderende factoren is de invloed op de anderen ook duidelijk te volgen.

Als vereiste afvoer wordt meestal de norm van 7 mm per dag gehanteerd. Dit heeft natuurlijk zijn gevolgen voor de draindiameter die moet aangepast zijn om deze hoeveelheid te kunnen evacueren.

Het verband tussen draindiameter en gedraineerde oppervlakte per drain bij deze afvoer kan in tabel 7 gevonden worden.

Tabel 7 De maximaal te draineren oppervlakte voor ribbelbuizen bij verschillende verhangen

De gedraineerde oppervlakte per drain kan berekend worden door de drainlengte te vermenigvuldigen met de drainafstand. Door de waarden uit de tabel te vergelijken met de toegepaste waarden in het drainageplan komt men te weten of de gehanteerde cijfers voldoen aan de normen.

Als gemiddelde draindieptes worden meestal empirische waarden toegepast. In tabel 8 worden deze cijfers weergegeven. De grootste factoren op de draindiepte zijn de bodemsoort (maw de doorlaatbaarheid) en het gewas dat op de grond wordt geteeld. Met deze dieptes zou men de gepaste 41

ontwatering krijgen voor de verschillende teelten: gras 30 cm, akkergewassen 50 cm en fruitteelt 70 cm.

Tabel 8 Gemiddelde draindieptes in verschillende grondsoorten

Deze cijfers zijn gemiddelde waardes. Men kan echter ook te diep draineren. Dit hangt af van de waterbergingscapaciteit van de grond. Indien in een zandgrond te diep gedraineerd wordt, dan zal de gevraagde drooglegging zeer vlug bereikt worden. Naar de zomer toe echter zal de grondwatertafel ook zeer snel zo diep wegzakken dat er geen capillaire nalevering meer is en dat de plantenwortels zijn aangewezen op het schaars aanwezige hangwater.

De te kiezen draindiameter werd hierboven in tabel 7 reeds vermeld. Voor de zuigdrains wordt meestal een buis met een diameter van 5 cm gekozen. Voor de moeren kan men tot 20 cm gaan. De diameter wordt zo beperkt mogelijk gekozen om de kosten te drukken. Het is echter bewezen dat grotere buitendiameters meer water onttrekken uit de omliggende grond door een verminderde intreeweerstand. Door het vergrote contactoppervlak tussen de grond en de drain zal het water dus gemakkelijker in de drain kunnen dringen. Om dit maximaal uit te buiten wordt de drainsleuf in extreme omstandigheden soms opgevuld met grof materiaal zoals grint, grof zand, gemalen bakstenen, â&#x20AC;Ś De efficiĂŤntie van de drainage stijgt er gevoelig mee.

42

2.5.3. De aanleg van een drainage Omdat drainage een vrij grote investering vraagt, is het van groot belang dat het werk met grote nauwkeurigheid wordt uitgevoerd. Een geringe afwijking in de ligging van de buis kan namelijk al storend zijn voor het goed functioneren van de drain. Het leggen moet geschieden in een droog seizoen bij een diepe grondwaterstand omdat anders het gevaar op structuurbederf te groot wordt.

Vooral in de buurt van de drainsleuf mogen er geen versmeringen of verdichtingen voorkomen. De doorlatendheid van de drainsleuf is van kapitaal belang voor de goede werking van een drainage. Dit betekent dat het eigenlijke draineerseizoen pas kan starten in juni en doorgaat tot in het najaar al naargelang de weersomstandigheden.

Vooraleer men kan starten met het eigenlijke draineren, moet men overeenkomstig het opgestelde drainageplan het werk op het veld uitzetten. De richting van de drains wordt met jalons aangeduid.

De diepte werd vroeger aangegeven met piketten maar tegenwoordig wordt er gewerkt met een laserstraal. De roterende zender wordt zodanig opgesteld dat de laserstraal een vlak beschrijft evenwijdig aan de vereiste helling van de drains. De laserontvanger die op de machine is gemonteerd, wordt op een zodanige hoogte ingesteld dat de onderkant van de sleuf precies de voorgeschreven diepte krijgt. De hydraulische diepteregeling van de machine is namelijk gekoppeld aan de ontvanger van de laser. Bij afwijkingen tov de laserstraal corrigeert het systeem zichzelf. Hierbij is de rijsnelheid van de machine zeer belangrijk want als de machine te snel rijdt (meer dan 6 km per uur) kan het hydraulisch systeem niet snel genoeg reageren en ontstaan er op die manier fouten in de drainligging. Het werken met de laser is niet altijd even nauwkeurig. In bepaalde gevallen ontstaan er afwijkingen: bijvoorbeeld bij mist of bij sterke wind. In sterk hellende gebieden kan de laserstraal uit het bereik van de ontvanger vallen en een laserstraal kan gestoord worden onder hoogspanningsleidingen en door de nabijheid van radarinstallaties. Verder loopt de laserstraal in een perfecte lijn maar het aardoppervlak heeft een kromming: op 300 meter bedraagt die fout zelfs 7mm.

Er kan gedraineerd worden met twee soorten machines: de sleuvengravende en de sleufloze draineermachine. Bij de sleuvengravers wordt er met een grondketting een sleuf gegraven. De uitkomende aarde wordt aan weerszijden van de sleuf gedeponeerd. Gelijktijdig met het al rijdend graven wordt er een drainbuis afgerold in de drainsleuf. Na het leggen van de buis wordt de sleuf in een aparte werkgang gedicht met dezelfde grond die er uit gekomen is. Dit kan gebeuren met vijzels die de aarde terug in de sleuf draaien of door een kilverbord die de aarde er terug in duwt. Hier moet er wel op gelet worden dat er geen humeuze bovengrond rond de drain komt te liggen. De humus kan er namelijk een verdichting of het verteren van de kokosomhulling veroorzaken.

Bij de sleuvenloze draineermachines wordt er een V-vormig woellichaam door de grond getrokken.

Langs een van de zijwanden loopt de drainbuis naar beneden waar ze in het puntje van de V in de grond wordt gedeponeerd. Achter de V zit er een soort slof boven de drainbuis die verhindert dat de grond met kracht op de buis terugvalt en deze zo beschadigt. Tegenwoordig wordt er praktisch alleen nog in speciale gevallen met de sleuvengravende machines gewerkt. Ze werken trager, veroorzaken meer verdichtingen op drainniveau en men is verplicht om de omgewoelde aarde terug te bewerken 43

en her in te zaaien. Na verloop van tijd zakt de grond bovendien altijd na zodat men dan ook nog eens moet egaliseren.

Voor het eigenlijke leggen van de drainbuizen dienen een aantal zaken goed gecontroleerd te worden.

Draineren bijvoorbeeld moet meestal vergund worden: de aanvragen moeten voor de start van de werken in orde zijn. Men moet ook zeker zijn van de kwaliteit van het geleverde materiaal. Dit kan alleen maar als het gaat over drainbuizen met een officieel keurmerk. Niet gekeurde buizen hebben meestal een verborgen mankement. Zelfs met gekeurde buizen kan er tijdens het transport ook van alles misgaan: platgedrukte of geknikte buizen, beschadigde omhulling, â&#x20AC;Ś Vooraleer ze te leggen moeten ze door de gebruiker gecontroleerd worden: slecht materiaal mag niet in de grond!

Tijdens het leggen moet de grondeigenaar het drainageplan steeds toetsen aan de gebeurtenissen op het veld. De drains moeten absoluut volledig volgens het plan gelegd worden. Ondertussen moeten alle mogelijke koppelingen persoonlijk gecontroleerd worden op hun deugdelijkheid. De buizen moeten strak en rechtlijnig in de grond terechtkomen en de eindbuizen moeten correct geplaatst worden. De hoogteligging van de drains is zeer belangrijk omdat afwijkingen hierop bijna altijd verstoppingen veroorzaken. Zo mag de afwijking tov de hoogteligging nooit meer bedragen dan een halve buisdiameter en mag deze nergens zodanig zijn dat als gevolg van negatief verhang, het water in de buis boven de aslijn van de buis kan komen te staan.

Eenmaal de drainage is aangelegd, moet de werking er van gecontroleerd worden om eventuele mankementen op te sporen. De hulpmiddelen die hier ter beschikking staan zijn de draindebieten en de grondwaterstanden. Draindebieten kunnen gemeten worden met een maatbeker en een chronometer.

Tabel 9 Debietberekeningen adhv de uitgevoerde metingen

Als er in een regenrijke periode geen 7 mm water wordt afgevoerd dan weten we dat er ergens iets scheelt aan de drainage. Allereerst wordt de eindbuis gecontroleerd. Ligt deze goed en is ze niet verstopt, dan moet de oorzaak elders gezocht worden. Hiervoor heeft men de grondwaterstanden nodig. Met een grondboor boort men een gat op enkele plaatsen boven de drain, vlak naast de drainsleuf en in het midden tussen twee drains. Na ongeveer 24 uren controleert men de grondwaterstand in de boorgaten. Men vergelijkt de bekomen metingen met de verschillende situaties in de volgende figuur en spoort op die manier de oorzaak op.

44

Figuur 23 Controle op de werking van een drainage

In de praktijk treden er nogal wat verschillen op in het debiet van naast elkaar liggende drains. Heel dikwijls zijn ze te verklaren door de heterogeniteit van de bodem of door de aanwezigheid van oude ondergrondse stroombanen voor het water en niet door een slechte werking van de drain zelf.

ď&#x20AC; 45

2.5.4. Het onderhoud van een drainage Als de drainage eenmaal goed in de grond zit, zal deze regelmatig moeten onderhouden worden. Er kunnen nogal wat zaken mislopen met een drainage.

De grootste boosdoener is het inspoelen van gronddeeltjes. Dit treedt vooral op in het eerste jaar na aanleg omdat de drainsleufvulling op dat moment nog veel instabiele gronddeeltjes bevat. Vooral de fractie kleiner dan 50 ď ­ wordt door het omhullingmateriaal niet zo goed tegengehouden. Deze sedimentatie in de buis kan men uit de buis spoelen door de drainbuis door te spuiten. Hierbij gaat men met een soort rioolrat onder matige druk (10 tot 15 bar aan de kop) door de drainbuis. De rioolrat trekt zich met haar waterstralen in de buis verder en spuit ondertussen al het vuil in de buis los dat dan samen met het wegspoelende water uit de buis wordt geĂŤvacueerd. Men adviseert de eerste drainreiniging binnen het jaar na aanleg. Daarna kan men afhankelijk van het functioneren van de drain deze behandeling om de 3 tot 10 jaar uitvoeren vermits de inspoeling vanaf dan zeer beperkt is door de altijd maar stabieler wordende sleufvulling. Voor het doorspuiten van draineerbuizen werd een speciale machine ontworpen: de drainreiniger.

Figuur 24 Een drainreiniger

Een belangrijke opmerking bij de werking van een drainreiniger is dat deze enkel bij lopende buizen mag toegepast worden. Anders bestaat het risico dat de droge stabiele grond in de drainomgeving door de hevige waterstraal wordt verstoord met massale inspoeling tot gevolg.

Een andere soort verstopping wordt veroorzaakt door de afzetting van ijzerverbindingen. Nogal wat gronden in Vlaanderen bevatten ijzerrijk grondwater en zijn dus gevoelig voor deze problematiek. Het probleem is dat de ijzerverbindingen opgelost in het bodemwater in contact met lucht(zuurstof) via oxidatie overgaan in een onoplosbare roesttoestand. Het eerste contact met zuurstof gebeurt nu juist in de drainomgeving waardoor de ferriverbindingen zich dan ook hier in het omhullingmateriaal en de drainperforaties zullen afzetten. Het resultaat is een ondoorgankelijke klomp roest die de intree van het bodemwater volledig blokkeert. Op zich kan men dit probleem niet oplossen. Daarom zijn er enkele wenken om de schade zo veel mogelijk te beperken. Ten eerste raadt men in ijzerrijke gronden zo veel mogelijk omhullingmateriaal aan met grote openingen (de zogenaamde volumineuze omhullingmaterialen), zoals kokos en polypropyleen. Ten tweede kan bij het vaststellen van de ijzervorming bij de eerste doorspuiting er over gegaan worden tot een hogere frequentie: een tot tweemaal per jaar blijven doorspuiten.

46

Andere verstoppingen kunnen ontstaan door het binnendringen van boomwortels. De drainomgeving is voor hen een ideale voedingstoestand en zij woekeren er massaal met verstoppingen tot gevolg.

Alleen bij zeer dikwijls doorspuiten kan hun groei afgeremd worden. Meestal ligt de oplossing dan in de opvulling van de drainsleuf met zeer grof materiaal zodat bij verstopping het water nog via de sleuf kan geëvacueerd worden.

Door het verzakken van de drains kan er een luchtklok ontstaan in de drain zodat er hier ook een verstopping op volgt. In het slechtste geval komt er door de verzakking zo veel trekkracht op de drain dat de verbindingsmoffen uit elkaar schieten. Om dit te vermijden moet er gewerkt worden met drainbruggen bij elke potentiële verzakkingsituatie.

Zoals vroeger reeds vermeld werd, is de eindbuis een delicaat onderdeel van de drainage en moet ze jaarlijks geïnspecteerd worden. Eindbuizen kunnen verzakken waardoor de gemakkelijke doorgang van het water wordt geblokkeerd. Deze verzakkingen moeten dan zo vlug mogelijk hersteld worden.

Ze kunnen overgroeid worden met planten die de uitstroomopening afsluiten. Deze planten moeten jaarlijks worden verwijderd juist voor het natte seizoen. In de omgeving van de eindbuis is er ook altijd meer ijzerafzetting dan in de drainage zelf. Om de doorstroming te garanderen dient de eindbuis met een staaf jaarlijks doorstoken te worden.

Tot slot worden er nogal wat vragen gesteld bij de doorspuittechniek. Bij het doorspuiten (en zeker bij te hoge drukken) riskeert men het destabiliseren van de drainsleuf. IJzerafzettingen worden maar deels weggenomen en groeien direct weer aan. Wortelingroei wordt niet vernietigd of verwijderd.

Zandkorreltjes worden niet uitgespoeld: korrels vanaf 300  worden zelfs niet verplaatst, tussen 50 en 300  verplaatsen ze zich maar worden ze niet uitgespoeld. Drainages doorspuiten is een tijdsrovende bezigheid: bij schone drains zo’n 20 meter per minuut tot de helft bij vervuilde drains.

Dit zijn dan nog werktijden zonder werkverlet dat ook nog kan optreden: verstoppingen uitgraven, verlies van de kop, de kop die komt vast te zitten in de buis bij het uithalen, …

Al deze bedenkingen doen dikwijls afzien van het doorspuiten van de drains. De redenering die men dan volgt is de volgende. Steunende op de vaststelling dat zeer oude drainages water blijven afvoeren zonder door te spuiten, wacht men de eerste jaren gewoon af zonder doorspuiten. Eenmaal de drainage na deze jaren water blijft afvoeren, kan men er zeker van zijn dat dit zo voor lange tijd zal blijven door de zelfreinigend werking van het drainwater. Een oud gezegde vertaalt dit als volgt: “Een goede drainage blijft lopen”. Indien een drainbuis minder water afvoert, legt men er zich bij neer dat er bij de aanleg van de drainage iets mis is gegaan: uit deze fouten moet men dan maar leren voor de volgende aanleg. Reparaties achteraf zijn meestal toch maar een pleister op een houten been.

47

2.6. Ontwateren met moldrainage

Men kan ook draineren op een andere manier dan met buisdrainage.

In dit geval trekt men een torpedovormig lichaam (de mol) door de grond. Hierdoor wordt er een gang gevormd die in stabiele bodems (leem en klei) blijft bestaan en zoals bij de buisdrainage het overtollige grondwater afvoert.

Figuur 25 Een molploeg

De mol is bevestigd aan een mes dat loodrecht door de grond wordt getrokken met een tractor. De werkdiepte bedraagt meestal 60 tot 80 cm wat het uiterst geschikt maakt voor de ontwatering van graslanden. Het ganse systeem werkt als een balansploeg waardoor oneffenheden van het maaiveld geen verschillende gangdieptes veroorzaken.

Men houdt hier meestal een helling van 10 tot 20 cm aan per 100 meter en legt de molgangen vrij dicht tegen mekaar: 3 tot 5 meter.

De werking van de moldrainage wordt gevoelig verbeterd indien er eindbuizen worden op aangebracht of indien de moldrainage gecombineerd wordt met een dieper liggende buizendrainage.

Om de 2 tot 3 jaren worden de molgangen opnieuw getrokken in een seizoen met lage grondwaterstanden.

Samengevat betekent deze goedkope techniek in een klein aantal gevallen een degelijk alternatief voor de traditionele buizendrainage.

48

2.7. Bodemverdichtingen

Men spreekt van bodemverdichtingen indien de kruimelstructuur van de grond wordt herleid tot de korrelstructuur. Dit heeft tot gevolg dat het poriënvolume van de grond sterk gereduceerd wordt. Dit poriënvolume op zijn beurt is voor een groot deel verantwoordelijk voor een goede lucht- en waterhuishouding in de grond en de doorwortelbaarheid ervan. Vooral de luchthuishouding schijnt de katalysator te zijn van een aantal belangrijke processen in de bodem. In een verdichte bodem bevat de bodemlucht bijvoorbeeld veel meer koolstofdioxide en minder zuurstof dan in een onverdichte bodem. Het gevolg is dat de wortels minder activiteit vertonen en dat nuttige aërobe bodemprocessen geremd worden. Vooral de mineralisatie van humus en de N-cyclus lopen sterk terug. Het gevolg hiervan is niet alleen dat er minder voedingsstoffen ter beschikking komen van de planten maar ook dat de bodemverzuring door de zure regens niet meer gebufferd wordt waardoor de bodem-pH zakt. Het is dus duidelijk dat verdichting een rechtstreekse invloed heeft op de bodemvruchtbaarheid.

Een slechte structuur in de grond herkennen we aan een slechte doorworteling, weinig regenwormengangen, onverteerde plantenresten en grote scherpkantige kluiten.

Verdichtingen kunnen ook gemeten worden met een penetrometer. Hierbij wordt een kop in de grond geduwd en meet men tegelijkertijd hoeveel kracht dit vraagt op welke diepte. Verdichtingen vragen meer kracht en komen zo aan het licht.

Figuur 26 De meting van een ploegzool met een penetrograaf

Met een penetrograaf worden de vereiste krachten genoteerd bij de overeenkomstige dieptes.

Eenmaal een verdichting werd vastgesteld, kan men proberen om deze teniet te doen.

Indien de verdichting in de bouwvoor zit, kan de bodem eenvoudig losgemaakt worden met gekende werktuigen zoals de ploeg, de eg, de cultivator… Hierbij moet opgemerkt worden dat een mechanisch los gemaakte grond niet stabiel is en zeer vlug weer kan verdichten. De mechanische bewerking moet

49

daarom vergezeld gaan van teelttechnische maatregelen die het bodemleven stimuleren: diepwortelende groenbemesters, stalmest, juiste vruchtwisseling, bekalking, directzaai en andere.

Men kan de natuur ook zijn gang laten gaan in die gronden die door droogte of vorst een zwel en krimpwerking hebben. Door scheuren in de grond kunnen deze (klei)gronden op een natuurlijke manier hun kruimelstructuur herstellen.

Indien de verdichting juist onder de bouwvoor zit, kan die gebroken worden met ploegen waaraan een woeler bevestigd is of door vastetandcultivatoren die juist onder de dichte laag werken.

Figuur 27 Een doornwoeler bevestigd aan een tractor

In de diepere ondergrond is het losmaken van de bodem niet zo eenvoudig. Vorst, droogte, planten en dieren geraken meestal niet tot op die diepte zodat een natuurlijke reparatie hier meestal uitblijft.

Indien er een dunne verdichte laag in de diepere ondergrond voorkomt (bijvoorbeeld op 40 tot 90 cm diepte), kan een diepwoeler ingeschakeld worden. Meestal is dit een vaste woeltand die een beperkte breedtewerking heeft. Men is dus verplicht om praktisch wiel aan wiel te rijden en voor een goede werking dit nog eens kruisgewijs te herhalen. Er bestaan ook mechanisch aangedreven woelers zoals de hefschaarwoeler. Hier rijdt men wiel in wiel. Bij het diepwoelen is het absoluut noodzakelijk om de bewerking uit te voeren in een droge ondergrond. In praktijk komt dit er op neer dat dit alleen maar mogelijk is in de maanden augustus en september onder goede weersomstandigheden. Bij het diepwoelen verstoort men de langgerekte poriĂŤn in de ondergrond zodat er ook hier voor voldoende teelttechnische ondersteuning moet gezorgd worden. Indien dit niet gebeurt, duurt het minstens vier jaar vooraleer bodemorganismen en wortels dit hebben hersteld. Het diepwoelen is dus een zeer 50

gewaagde techniek: alleen in goede omstandigheden en met de nodige ondersteuning achteraf, kan het. Anders doet ze meer kwaad dan goed.

Figuur 28 Diepwoelen met een vaste woelpoot.

Een andere vaststelling is dat bijvoorbeeld ijzerbanken die gebroken werden, binnen de kortste keren terug dichtgroeien. Gezien diepwoelen enorm veel vermogen vraagt, is dit ook een vrij dure techniek die dus soms slechts op korte termijn enkele vruchten afwerpt.

In de praktijk gaat men daarom alleen nog maar diepwoelen als men merkt dat de verdichte laag totaal geen wortels meer doorlaat en men dus eigenlijk niks meer te verliezen heeft.

Het is dus duidelijk dat bodemverdichtingen maar moeilijk te genezen zijn. Beter is het dus om deze te voorkomen. Zoals eerder reeds werd gezegd kan een verdichte laag ontstaan door een te hoge bodemdruk en door versmering. In het laatste geval is de oplossing voor de hand liggend: versmering kan alleen maar optreden als de bodem te nat is. Bodembewerkingen dienen dus altijd uitgesteld te worden totdat de grond voldoende is opgedroogd.

Het probleem van te hoge drukken is moeilijker te voorkomen. Door de steeds maar toenemende capaciteitsdruk is men steeds meer verplicht om met zwaardere machines op het veld te werken. Het probleem stelt zich als de bodemdruk de draagkracht van de grond overschrijdt. Deze draagkracht is afhankelijk van een aantal bodemeigenschappen zoals textuur, humusgehalte, vochtgehalte en dichtheid. Ook hier geldt dat een bepaalde grond droog steeds meer draagkracht heeft en dat de bewerkingen dus best in zo droog mogelijke omstandigheden gebeuren. Algemeen wordt aangenomen dat de bodemdruk in het najaar niet meer mag bedragen dan 1 bar en in het voorjaar niet meer dan 0.5 bar. Indien de uitgeoefende bodemdruk van een machine moet berekend worden, geldt de formule: bodemdruk (in bar) = gewicht (in kg) / contactoppervlak (in cm²). Vermits het contactoppervlak van de grootste lagedrukbanden ongeveer 0.5 m² is, betekent dit dat bij de 1 bar norm het gewicht per band niet groter mag zijn dan 5000 kg. Standaard wordt dus aanbevolen om 5 ton wiellast en 10 ton aslast nooit te overschrijden. Indien dus gewone banden gebruikt worden met een veel kleiner contactoppervlak, is het duidelijk dat deze wiellasten gerust gehalveerd mogen worden. In het geval van een bietenrooier met een eigen gewicht van 20 ton en een laadvermogen van 25 ton, verdeeld over 6 banden, is het duidelijk dat de norm soms wel meer dan overschreden wordt.

Deze machine zal zeker diep insporen wat een duidelijke verdichting in de ondergrond zal betekenen.

Om dit te vermijden zijn er een aantal hulpmiddelen: 51

- De totale aslast kan verlaagd worden door de bunker van de machine bijvoorbeeld niet helemaal vol te laden.

- Het contactoppervlak kan vergroot worden door de bandendruk te verlagen. Dit werkt eigenlijk alleen bij banden die daarvoor speciaal ontwikkeld werden.

Figuur 29 Contactoppervlak ifv het bandentype

- Het contactoppervlak vergroten door meer banden per as of door meer assen (tandem of tridemassen) te steken op de machine.

- Het contactoppervlak vergroten door de banden te vervangen door rupsbanden.

- Het contactoppervlak vergroten door dubbelluchtbanden of kooiwielen te monteren.

Figuur 30 Verhoging van het contactoppervlak door het gebruik van meer banden

Algemeen kan gesteld worden dat verdichtingen zeer dikwijls voorkomen. In extreme gevallen valt dit natuurlijk heel goed op. Er zijn ook proeven gedaan naar minder opvallende verdichtingen: het blijkt namelijk dat koeien in een graasweide de toplaag ook verdichten. Hoe meer koeien er per hectare worden ingeschaard, hoe meer verdichting er optreedt. De algemene regel die hieruit te leren valt is

52

dat elke grondbewerking of belasting met de grootste voorzichtigheid moet uitgevoerd worden om geen onherroepelijke (of langzaam verbeterende) schade aan de grond toe te brengen.

2.8. Egaliseren

Een ingesloten laagte zorgt steeds opnieuw voor wateroverlast.

Indien deze laagte niet al te ver verwijderd ligt van een gracht op gepaste diepte, kan men het probleem al oplossen door een buizendrainage te steken van in de laagte naar de gracht toe.

Indien dit niet het geval is kan het probleem opgelost worden door te egaliseren. Hierbij dient wel opgemerkt te worden dat egaliseren (= reliĂŤfwijziging) dient vergund te worden. Ook is het zo dat sinds kort het opvulmateriaal geattesteerd vrij dient te zijn van verontreinigingen. Voor de start van de werken moet men zich in regel stellen met de wetgeving.

Voordat met de eigenlijke egalisatie gestart wordt, is het van belang om de bodemopbouw te kennen.

In het geval van een zeer dunne bouwvoor moet deze laag alleszins bovenaan blijven liggen. Men is dan verplicht om de egalisatie uit te voeren met de ondergrond en de bovengrond tijdelijk opzij te stoten. Achteraf wordt de bouwvoor dan weer op de juiste plaats terug gebracht. Dit werk kan uitgevoerd worden met bulldozer, compactlader, zwenklader, telescooplader, kniklader, dumpers, kranen, grijpers, graaflaadcombinaties, terreintrucks, kilverbak, â&#x20AC;Ś al of niet op wielen of rupsen.

Deze machines plegen een zware aanslag op de structuur van de grond. Het is dan ook van het grootste belang in droge omstandigheden te werken. Bij het gebruik van zware machines zal de grond meestal toch verdichten. Vooral bulldozers hebben geen dempende luchtbanden maar metaalrupsen en kunnen zo zelfs de ondergrond tot op grotere diepte verdichten. Na de egalisatie verdient het aanbeveling om deze verdichtingen los te trekken. Het grote grondverzet maakt deze techniek zeer duur waardoor ze alleen in uiterste gevallen wordt toegepast.

Indien de laagte het gevolg is van een oude gracht kan het zijn dat de oude grachtbodem met een laagje ondoorlatend slib is bedekt. De oude gracht dient dan uitgehaald te worden en de bodem wordt dan met hetzelfde materiaal als de omringende grond op die diepte terug opgebouwd zodat de bodemopbouw gelijk wordt aan de rest van het perceel. Zo voorkomt men storingen in de waterdoorlaatbaarheid en overmatig nazakken. Om dit nazakken zo veel mogelijk te beperken, zal men de opgevulde plekken enige overhoogte geven.

Indien de bodem vrij diep homogeen is opgebouwd, kan men overgaan tot een lichte egalisatie. Met een lasergestuurde kilverbak worden de hoogtes van het perceel afgeschraapt en gedumpt in de op te vullen laagtes. Ook hier dient er door het veelvuldig berijden van de grond extra gewaakt te worden over structuurbederf. De techniek is echter veel minder ingrijpend dan bij de zware egalisaties. Na de egalisatie verdient het aanbeveling om de bodemvruchtbaarheid extra te stimuleren door bekalking en organische bemesting omdat hier en daar armere bovengrond bovenaan komt te liggen die op natuurlijke manier dient te rijpen.

53

3. Watertekort in de grond

3.1. Het voorkomen van watertekort Planten kunnen verdrogen bij gebrek aan hangwater in de wortelzone en als de capillaire zone niet in het bereik van de wortels ligt.

Verdroging treedt vooral op bij hoge zandgronden waar de grondwatertafel door de hoge doorlaatbaarheid zeer diep kan wegzakken en waar er minder beschikbaar water voorkomt. Zoals vroeger reeds aangehaald zijn gronden met een ondiepe ondoorlatende laag ook zeer vatbaar voor plots droogvallen vermits er geen capillaire nalevering is. Veengronden kunnen indrogen waarna het zeer lang duurt vooraleer ze weer water kunnen opnemen. Grasland op kleigrond kan ook verdrogen door de geringe worteldiepte. Zelfs op ondiepe kleigronden die gelegen zijn op een zandondergrond kan het grondwater zo diep wegzakken dat de capillaire nalevering in het gedrang komt.

De hoeveelheid beschikbaar water voor de planten wordt bepaald door het verschil te maken tussen de eventuele aan- en afvoer van water in de wortelzone. Hangwater wordt gevoed door neerslag en capillaire opstijging tot een maximum dat eigen is aan de grond zelf (zie vochtkarakteristiek). Indien er meer aanvoer is dan dit maximum, zal het overtollige water naar het grondwater worden afgevoerd. Deze insijpeling en de evapotranspiratie vormen samen de mogelijke vochtonttrekking aan de bodem.

Indien men beschikt over de gepaste gegevens (neerslag, capillariteit en evapotranspiratie) is het dus mogelijk om een theoretische voorspelling te doen wanneer vochttekort zal optreden. Niet alleen het moment waarop dit tekort zal blijken maar ook de hoeveelheid water die het gewas tekort komt, zal men zo kunnen bepalen. Om deze vochtbalans op de voet te volgen werden al heel wat computerprogrammaâ&#x20AC;&#x2122;s ontwikkeld die op basis van de diverse metingen advies geven.

54

3.2. Maatregelen tegen watertekort Indien het vochttekort niet al te groot is, kan men teelttechnisch enkele ingrepen doen. Zo kan men de keuze van de gewassen aanpassen aan verminderde vochtvoorziening (zie E p ). Door minder vochteisende en vroegere teelten te kiezen, of door de zaaidichtheid te verlagen kan men het probleem soms omzeilen. Door de bemesting aan te passen (minder N en meer P en K) zal het gewas gestuurd worden naar minder loof en meer wortels waardoor het minder droogtegevoelig wordt.

Vooral bij zandgronden zal een verhoogde organische bemesting het vochthoudend vermogen doen toenemen. Verder kan men de verdamping remmen via bodembedekking (of mulchen) of door hakken. Door deze bewerking worden de capillairen in de toplaag van de bodem verbroken waardoor er minder water aan het maaiveld kan komen met verminderde evaporatie tot gevolg.

Indien er structurele fouten in de bodem zitten, kunnen er een aantal cultuurtechnische ingrepen uitgevoerd worden. Door het breken van de ondoorlatende lagen bijvoorbeeld kan men de wortelzone terug in contact brengen met de capillaire zone. Ook door het inmengen van een kleiachtige grond kan men het vochthoudend vermogen van zandgronden verbeteren. Grotere ingrepen zijn diepploegen of mengwoelen. Hiermee kan men de volgorde van de lagen in de grond veranderen.

Onderliggende kleigrond kan bijvoorbeeld verwisseld worden met de bovenliggende zandgrond om zo de bodemvruchtbaarheid van de bouwvoor te verbeteren. Evengoed kan men de bovenliggende kleilaag mengen met de onderliggende zandlaag om zo de bewerkbaarheid van de bovenlaag te verbeteren en het vochthoudend vermogen van de totale worteldiepte te verbeteren. Meestal worden deze ingrepen slechts uitgevoerd bij grote projecten zoals inpoldering of landwinning.

Minder ingrijpend zijn die ingrepen waarbij men het tekort aan water via waterverstrekking aan de planten geeft. Met infiltratie kan men door een verhoging van het slootpeil het grondwater terug aanvullen. Met bevloeiing zal men het maaiveld onder water zetten waardoor er in ĂŠĂŠn keer zeer veel hangwater ter beschikking gesteld wordt. De meest toegepaste techniek is beregening waarbij men geleidelijk aan hangwater toedient.

55

3.3. Waterwinning Vooraleer men water kan toedienen, moet men over water beschikken. Niet alleen de hoeveelheid maar ook de geschiktheid van het water levert nogal eens moeilijkheden op. Zelfs de plaats waar het water gewonnen of gestockeerd wordt, is belangrijk om later dure watertransporten te vermijden.

Men kan verscheidene waterbronnen aanspreken. Het gemakkelijkst is het indien men beschikt over een open grote vijver. Dit water is oppervlaktewater en kan in de meeste gevallen gebruikt worden mits een deugdelijke filtering. Het is namelijk meestal sterk organisch verontreinigd wat kan leiden tot verstoppingen. Ze hebben meestal ook een hoger zoutgehalte en een lagere pH. Indien het te bewateren perceel grenst aan een waterloop kan men ook hieruit putten. Rond het capteren van water uit bevaarbare en onbevaarbare waterlopen bestaat er echter een wetgeving die moet gerespecteerd worden.

Men kan ook regenwater van stallen, huizen, serres, loodsen, â&#x20AC;Ś opvangen in grote bassins. Dit water is overwegend zacht en bij voorkeur te gebruiken omdat het uit condensatie is ontstaan en op die manier weinig vervuilende elementen bevat. Een voordeel hier is dat er geen winningheffing dient betaald te worden in tegenstelling tot opgepompt water. Regenwater wordt op die manier ook goedkoop water. De constructie van het opvangbekken kost nochtans ook geld maar dit wordt op relatief korte termijn terugverdiend tegenover de andere systemen.

In bepaalde gevallen wordt er leidingwater gebruikt om water te geven. Dit drinkwater heeft een goede kwaliteit maar is uiterst duur. Het bevat meestal ook een hoog gehalte aan chloor, natrium en calciumcarbonaat.

In de meeste gevallen echter wordt er overgegaan tot het oppompen van water uit de grond. Indien de put niet diep is, wint men hier oppervlaktewater. Meestal gaat het hier over gemetste of ringputten die tot in een watervoerende laag gegraven zijn. De watertoevoer naar deze putten gebeurt relatief vlug door het bovenliggende oppervlaktewater. Dit water bevat meestal in Vlaanderen teveel ijzer en kalk. Door dit water te behandelen (ontijzeren en ontkalken) kan men echter over prima water beschikken.

Door uitputting en vervuiling moet men soms dieper boren op zoek naar beter water. Dit grondwater zit in dieperliggende watervoerende lagen. Naargelang de diepte waarop deze lagen voorkomen, dient ook een andere boortechniek toegepast te worden. Indien de put boven het primaire gesteente (de rots) blijft in het Ieperiaan en het Landiaan wordt er meestal een filterput gestoken die door spoelboren wordt gemaakt. Er wordt hier een watercirculatie gemaakt tussen de boorput en een reservoir. Het water wordt met een zodanig groot debiet op relatief lage druk via een roterende boorstang in het boorgat gespoten dat het zand en de klei onderaan loskomt en meegevoerd wordt met het wegspoelende water. Dit water borrelt bovenaan uit het boorgat en door het meegevoerde materiaal te bemonsteren weet de putboorder in welke laag de boorstang zit. Er wordt gestopt met boren indien de gepaste watervoerende zandlaag is bereikt. Deze laag wordt nu verder uitgespoeld 56

om een grote holte te doen ontstaan. Het volume van deze holte is immers bepalend voor de hoeveelheid water die naar het boorgat kan aangevoerd worden. Om de bovenste grondlagen niet in de put te laten vallen, wordt er in het begin van de boring meestal een stabiliseerbuis gestoken tot op de harde stabiele kleilagen. Nadat de boorstang de gepaste holte gemaakt heeft, wordt ze uit het boorgat gehesen en vervangen door de eigenlijke boorbuis. Deze boorbuizen zijn vervaardigd uit hard pvc en ter hoogte van de watervoerende laag wordt een filter aangebracht. Deze filterbuis is voorzien van een aantal fijne groeven waarlangs het water kan instromen. Onderaan wordt de boorput afgedicht met een stop. Op die manier kan er geen zand in de buis dringen en kan de buis ook niet verder zakken. Na het plaatsen van de buizen wordt de holte ter hoogte van de waterhoudende laag opgevuld met grof zand. Met dit zand wordt een ruime filter gelegd rond de filterbuis zodat er geen zand uit de waterlaag in de boorbuis terecht kan komen. Boven het filterzand is er een opening tussen de putwand en de boorbuizen. Om de verschillende grondlagen van mekaar gescheiden te houden (en dus ook de verschillende waterkwaliteiten), wordt deze holte opgevuld met zandvrije klei, kleistoppen of een cementoplossing. Op deze manier moet het insijpelende water de verschillende bodemlagen blijven passeren als een natuurlijke filter.

Figuur 31 Doorsnede van een filterput

57

Indien er geboord wordt naar artesisch water in de rots, moet er gewerkt worden in twee fasen. In de eerste fase wordt er gespoelboord tot op het primair gesteente. Evenals bij de filterput wordt het boorgat bekleed met boorbuizen. Bij rotsputten echter worden er stalen boorbuizen gebruikt die onderaan vastgecementeerd worden in de rots. Op die manier worden de zachte lagen bovenaan volledig afgesloten van het primair gesteente. In de tweede fase wordt de rotsboring uitgevoerd met luchtdruk. Een zware compressor drijft hier een boorhamer aan die de onderliggende rots verbrijzeld.

Het aangeboorde water word systematisch naar boven gestuwd door de luchtdruk. Op die manier kan er continu nagegaan worden welk debiet de rotsput levert. Bij een gepast debiet wordt het boren stopgezet. Eventueel kan de rotsput bekleed worden met pvc-buizen ter bescherming van de onderwaterpomp en kabel. Deze pomp wordt in de boorbuis neergelaten om het putwater op te pompen. Zowel de filter- als de rotspompen worden aan de oppervlakte hermetisch afgesloten door middel van een waterdicht deksel. Hier dient de put verplicht afgewerkt te worden met een wachtkamer met debietmeter (zie figuur 32). Het is aan de hand van deze debietmeter dat de verbruikte hoeveelheden worden gecontroleerd met de vergunning en dat ook de belasting op het afvalwater wordt berekend.

De kwaliteit van het opgepompte grondwater is zeer variabel. Uit wateranalyses blijkt dat er voornamelijk problemen zijn met een te hoog zout- (EC), natrium-, chloride-, ijzer- en bicarbonaatgehalte. Vooral te hoge ijzer- en kalkgehaltes zijn niet zozeer gevaarlijk voor de planten maar wel voor de apparatuur zoals pompen, leidingen, sproeiers, â&#x20AC;Ś Ze veroorzaken verstoppingen zodat deze vlugger moeten vervangen worden. De chemische samenstelling van grondwater verandert niet zo snel. Daarom wordt aangeraden om driejaarlijks een wateranalyse te laten uitvoeren.

Vermits de opvoerpompen in de boorputten meestal geen hoog debiet hebben en er bij watertoediening een vrij hoog debiet gevraagd wordt, zal men het opgepompte water meestal in bassins stockeren. Vanuit deze put kan een grote pomp het gevraagde water dan leveren. Deze putten worden meestal half ondergronds uitgevoerd waarbij de uitgegraven aarde als wal wordt gebruikt. Door een kunststoffen gronddoek wordt het bassin waterdicht gemaakt om geen water te verliezen via insijpeling.

De grondwatervoorraad wordt door de Vlaamse Milieumaatschappij via een meetnet gevolgd.

Wanneer in een bepaalde watervoerende laag de voorraden sneller slinken dan ze worden aangevuld, zullen de vergunningsverlenende diensten strenger optreden bij het verlenen van een vergunning voor diepe grondwaterwinning en in sommige gevallen deze zelfs weigeren!

Water wordt zelfs in Vlaanderen dus een schaars goed. Men raadt daarom aan om spaarzaam met water om te springen en om alternatieve waterbronnen, al naargelang het gebruik, aan te spreken.

Dit kunnen uiteenlopende waterbronnen zijn zoals drainagewater, effluent van waterzuivering, spoelwater, â&#x20AC;Ś De keuze hangt dan af van de beschikbaarheid en de kwaliteit van de waterbron, de gebruikseisen en de technische mogelijkheden om het water kwalitatief geschikt te maken.

Daarnaast zal natuurlijk ook het hieraan verbonden prijskaartje bepalend zijn in de keuze.

58

Figuur 32 Afwerking van een geboorde put

59

3.4. Infiltratie

In de vrije natuur doet deze situatie zich spontaan voor bij elk perceel dat naast een watervoerende gracht is gelegen. In de zomermaanden doet zich dan namelijk het omgekeerde voor van ontwatering.

Dit resulteert dan in de uitholling van de grondwatertafel. Door kunstmatig het waterniveau in de gracht op peil te houden door er water in te pompen, zal hetzelfde proces zich voordoen onder kunstmatige omstandigheden.

Niet zomaar alle gronden komen in aanmerking. Er zijn een aantal randvoorwaarden die moeten vervuld zijn om de ingreep te laten slagen. Allereerst moet de grondwatertafel binnen het bereik van de plantenwortels liggen. Indien het grondwater te diep wegzakt, kost het teveel water om het terug op peil te brengen. Dit betekent automatisch dat het grondwaterpeil van de naburige percelen niet al te veel mag afwijken vermits men anders teveel zijdelingse afvloei heeft. Indien de insijpeling meer dan 3 mm per dag bedraagt, wordt de verliesdrempel overschreden. Het maaiveld moet een bijna vlakke ligging hebben vermits de plantenwortels anders door de uitholling de capillaire zone niet meer kunnen bereiken. Er mogen uiteraard geen storende lagen in het profiel voorkomen en de doorlaatbaarheid van de grond moet aanvaardbaar zijn om geen al te grote uitholling te krijgen. In deze context verdient de contactzone tussen het open water en de grond speciale aandacht.

Grachtwanden bijvoorbeeld kunnen dichtslempen door het aanwezige slib. Deze dunne ondoorlatende laag zal op die manier het hele opzet doen mislukken.

Niet alleen grachtinfiltratie is mogelijk. Er kan ook gewerkt worden met buisinfiltratie. Dit is een drainage waarbij de buizen horizontaal werden gelegd op een diepte van 80 Ă 90 cm. Door water door de buizen te sturen, zal de grondwatertafel gespijsd worden.

Figuur 33 Overzicht van een buisinfiltratie

Om een gepaste grondwaterstand te bekomen, zal men het peil van de aanvoergracht meestal iets hoger instellen: bijvoorbeeld op 40 Ă 60 cm beneden maaiveld. Om de effectiviteit van de buisinfiltratie te verhogen kan men juist boven het drainniveau molgangen trekken dwars op de drainbuizen.

In de glastuinbouw is dit systeem bekend onder de vorm van het eb en vloedsysteem bij potculturen.

60

3.5. Bevloeiing Indien men beschikt over een perfect vlakliggend maaiveld dat aan de perceelsgrenzen wat oploopt, dan kan men dit perceel onder water zetten. Het toegediende water zal in de grond insijpelen en het hangwater over een grote diepte terug aanvullen.

Een voorwaarde is wel dat men beschikt over een voldoende zware pomp die zoâ&#x20AC;&#x2122;n 100 mm kan leveren in 1 tot 2 uren. Er dienen dan ook nog voldoende leidingen over het ganse perceel gelegd te worden zodat de watertoediening overal gelijktijdig gebeurt.

De k-waarde van de grond dient voldoende hoog te zijn om de tijd die de planten onder water staan te beperken. Ook hier gaat er speciale aandacht naar de oppervlaktelaag. Slempgevoelige gronden komen dus niet in aanmerking.

Men dient over een zeer goede waterkwaliteit te beschikken omdat de aanwezige zouten samen met het bevloeiingswater in het hangwater van de bodem terecht komen. Door vochtonttrekking door de plantenwortels zal het aanwezige water hier verdwijnen en blijven de zouten alleen achter. Indien dit een aantal keren na mekaar herhaald wordt, zal het zoutgehalte van de hangwaterlaag steeds maar meer gaan stijgen totdat de plantenwortels door de verhoogde osmosedruk geen water meer zullen kunnen opnemen. Deze situatie komt in de vrije natuur niet voor omdat in het natte seizoen de grondwatertafel zal stijgen en op die manier de aanwezige zouten zal oplossen en afvoeren. In kunstmatige omstandigheden zoals in serres en dergelijke zullen de zouten in de hangwaterzone steeds verder accumuleren. Hier moeten de zouten dan uitgespoeld worden door de serregronden zoveel water te geven totdat het toegediende water doorsijpelt naar de onderliggende grondwatertafel.

Op weg naar het grondwater zal het water de aanwezige zouten opnemen en meevoeren. Men spreekt hier al snel over het toedienen van zoâ&#x20AC;&#x2122;n 200 tot 300 mm in een zo kort mogelijke tijd. Dit betekent dat er water wordt toegediend totdat er plassen op het maaiveld komen te staan. Men stopt dan en wacht totdat de plassen verdwenen zijn en men start dan opnieuw met de watergift.

Het zoutgehalte van gietwater wordt uitgedrukt in milliSiemens per centimeter. Men kan dit zoutgehalte meten door de geleidbaarheid voor elektrische stroom van het water te meten. Hoe meer zouten (ionen) het water bevat, hoe hoger de geleidbaarheid. Het elektrisch geleidingsvermogen of EC geeft echter geen informatie over de aard van de opgeloste zouten. Gietwater met een gunstig zoutgehalte heeft een EC kleiner dan 0.8 mS/cm.

61

3.6. Beregening

3.6.1. Algemeen Beregening heeft tot doel het hangwater in de wortelzone aan te vullen met water dat bovengronds wordt toegediend met sproeiers. Hierdoor valt in droge perioden de groei van de planten niet stil.

Indien men weet dat een snelgroeiend gewas op een zomerdag tot zo’n 5 mm kan verdampen, is het duidelijk dat bij de minste hapering van de wateraanlevering er opbrengstdalingen tegenover staan.

In de aardappelteelt is het bijvoorbeeld geweten dat een vochttekort van 1 mm een opbrengstdaling veroorzaakt van 160 kg aardappelen. Algemeen rekent men voor dat 1 mm vochttekort resulteert in 50 kg drogestofverlies per hectare. Vooral in zandgronden met een hangwaterprofiel zal het goed beschikbaar hangwater vrij vlug opgesoupeerd zijn. Indien er een kortwortelend gewas wordt geteeld, zal deze situatie zich nog veel vlugger voordoen.

In de ideale situatie moet men op het juiste moment kunnen beregenen met de juiste dosis zodat het gewas optimaal kan blijven doorgroeien. In de praktijk echter wordt er om allerlei redenen regelmatig afgeweken van dit ideale scenario. Op piekmomenten bijvoorbeeld kan de vraag naar water groter worden dan het beschikbare aanbod. In oogstsituaties kan de arbeidstijd nodig om de machines goed te bedienen ontbreken… Een maximale meeropbrengst wordt in de meeste gevallen dus niet bereikt.

Het is echter niet alleen de vraag of de opbrengst maximaal is, maar ook of de teelt op deze manier nog economisch rendabel is. Hier is in veel gevallen geen afdoend antwoord op te geven vermits dit afhangt van veel factoren. Ten eerste gaat het over de handelswaarde van de teelt: er is wel degelijk een verschil tussen het beregenen van aardappelen en grasland. Zelfs dan nog is de vergelijking niet opgaand: de marktprijs van de aardappelen bijvoorbeeld schommelt elk jaar. Dikwijls is de aankoop van een beregening dus een speculatieve gok. Ten tweede is er de weersfactor: niet elk jaar is er een even groot vochttekort met opbrengstdalingen tot gevolg. De laatste jaren stelt men wel vast dat het gemiddelde neerslagtekort in de zomermaanden is gestegen tot zo’n 200 mm. Andere factoren zijn de beschikbaarheid over goed gietwater, arbeid, hulpmateriaal, …

Soms wordt de installatie ook voor andere doeleinden gebruikt. Nachtvorst kan bijvoorbeeld effectief tegengegaan worden door het gewas met een fijne druppel aan 3 mm per uur te beregenen. Ook meststoffen en pesticiden kunnen via beregening toegediend worden. Gevoelige gewassen (kolen) kan men zelfs afkoelen door beregening. Ook mengmest en gerecupereerd (afval)water kan men nuttig gebruiken om te beregenen.

Een degelijke economische afweging van een beregeningsinstallatie gebeurt dus best over een lange termijn (10 jaar) en over een zo groot mogelijke oppervlakte (om de vaste kosten per hectare te laten zakken) met een realistische watergift.

62

3.6.2. Het tijdstip van beregenen Om droogteschade te voorkomen wacht men best niet tot het gewas al tekenen van vochttekort vertoont. In dit stadium zit het voorradige hangwater reeds in een moeilijk opneembare fase en is de productieremming al een tijdje aan de gang. Het bepalen van het juiste beregeningsmoment is dus vrij belangrijk: te vroeg beregenen betekent waterverlies door insijpeling naar onbereikbare dieptes en te laat betekent productiederving. Meestal probeert men te beregenen als 50 tot 80 % van het goed beschikbare water in de wortelzone opgenomen werd.

Men kan voor dit doel met computerprogrammaâ&#x20AC;&#x2122;s een vochtbalans opstellen die aan de hand van gemeten parameters advies geven (zie vochtbalans p 51). Dit zijn in regel echte klimaatcomputers vermits ze de actuele verdamping zelf berekenen op basis van neerslag, luchttemperatuur, luchtvochtigheid, zonne-instraling, windsnelheid en andere. Ook de grondparameters zijn belangrijk: vochtkarakteristiek, k-waarde, actuele grondwaterstand en profielopbouw. Het programma houdt zelfs rekening met de gewasparameters: actuele worteldiepte, actuele hoeveelheid drogestof en de wateronttrekking van het gewas bij verschillende vochtgehaltes in de wortelzone. Op bedrijfsniveau zijn deze programmaâ&#x20AC;&#x2122;s echter (nog) niet werkbaar.

In de praktijk wordt er nogal op het blote oog gewerkt. Bepaalde gronden (zandgronden) verkleuren of verharden namelijk als ze uitdrogen. Meestal baseert men zich op de kleur van het maaiveld wat eigenlijk foutief is. De juiste meting moet gebeuren in die zone waar de meeste wortels zich bevinden.

Bij grasland is dat tussen 0 en 20 cm en bij eenjarigen tussen 20 en 40 cm.

Dit kan accurater gedaan worden met een tensiometer of vochtspanningsmeter. Deze bestaat uit een poreuze cel, die waterdoorlatend is. Aan deze cel is een U-vormig buisje vastgemaakt. Zowel cel als buisje zijn gevuld met water. Indien men de cel in een onverzadigde grond plaatst, dan zal het water in de cel zich door osmose doorheen de poreuze wand verplaatsen naar de grond en tegelijkertijd zal dus ook het waterniveau in het buisje dalen. Dit zal zolang doorgaan tot er een evenwicht is bereikt tussen de vochtspanning in de grond en de waterhoogte in de tensiometer. In de tuinbouw en de tuinaanleg maakt men ook gebruik van elektronische vochtmeters op basis van elektrische geleiding in de grond. De regenautomaat kan zo automatisch opgestart en gestopt worden.

In sommige gevallen maakt men gebruik van verklikkerplanten. Zo is het gebruik van tagetes (stinkertjes) bekend. Door hun beperkte wortelomvang zullen ze vlugger slap komen te hangen dan het cultuurgewas dat dieper wortelt.

3.6.3. De grootte van de watergift De maximale hoeveelheid water die een bodem kan opslaan (het totaal beschikbaar water) bepaalt in theorie ook de maximale hoeveelheid beregeningswater. Kennis van de vochtkarakteristiek van de grond is dus noodzakelijk. Bij beregening mag deze opslagcapaciteit nooit overschreden worden. Het overtollige water draineert immers naar diepere lagen en zal ook hierbij een aantal meststoffen meesleuren. Daarom wordt er altijd een veiligheidsmarge ingebouwd: er wordt nooit meer beregend dan pF 2.

63

Bij de berekening van de maximale watergift moet de worteldiepte bekend zijn. Oudere gewassen wortelen dieper en kunnen een grotere watergift valoriseren. Jongere planten daarentegen hebben maar een beperkt wortelgestel en vragen daarom minder water. In deze context is het belangrijk om te weten dat een plant in jeugdgroei een intense wortelontwikkeling kent. In deze fase wordt er voor gezorgd dat de grond niet al te vochtig wordt omdat de plant anders â&#x20AC;&#x153;luiâ&#x20AC;? wordt. De wortels gaan dan immers niet actief op zoek naar water en dringen onvoldoende door in het profiel. Hier beregent men nooit boven pF 2.5.

De theoretisch berekende watergift is de netto-dosis of de dosis die effectief in de bodem moet terecht komen. In de praktijk echter wordt er niet gemeten hoeveel vocht in de bodem dringt maar wel hoeveel er beregend wordt. Deze hoeveelheden zijn niet gelijk aan elkaar want tussen het verspuiten en het insijpelen gaat er nogal wat water verloren. Hiermee bedoelt men niet alleen de lekverliezen van de installatie maar ook drift en evaporatie in de lucht, op planten en bodem, transpiratie door onkruiden en afwijkingen in de verdeling van het water op het veld. In de praktijk schommelen de verliezen van 10 tot 70 % afhankelijk van het systeem. Om de verliezen zo veel mogelijk te beperken wordt er dan â&#x20AC;&#x2122;s nachts en bij windstil weer beregend.

Figuur 34 Gemeten verliezen bij beregening met een haspel

Bij de geadviseerde watergiften zitten deze verliezen ingecalculeerd: ze zijn met andere woorden de bruto-dosis.

In het algemeen wordt in er in de volle zomerperiode ongeveer 20 tot 30 mm geadviseerd om de 8 tot 10 dagen. Afhankelijk van de teelt wordt dit dan anders vertaald: akkerbouwgewassen krijgen 60 tot 80 mm om de 15 tot 20 dagen, groenten 25 mm om de 5 tot 8 dagen en fruitbomen 100 mm om de 25 tot 30 dagen. Het spreekt vanzelf dat dit algemene richtlijnen zijn die moeten aangepast worden naargelang de grondsoort en de aard van het gewas.

64

3.6.4. De beregeningsintensiteit Niet alleen de hoeveelheid beregening is belangrijk maar ook de beregeningsintensiteit. Onder natuurlijke omstandigheden zijn deze intensiteiten door iedereen gekend. Zoals af te lezen valt uit tabel 10 betekent een bepaalde intensiteit niet alleen hoeveel mm er per uur geleverd werd maar is de intensiteit ook mee verantwoordelijk voor de druppelgrootte en hieruit volgend de valsnelheid van de druppels.

Tabel 10 Enkele waardes bij verschillende neerslagintensiteiten

Algemeen kan men stellen dat er maximaal zoveel mag beregend worden dat er juist geen plassen verschijnen op het maaiveld. De grootste bepalende factor hier is uiteraard de doorlaatbaarheid van de grond: men kan vlugger beregenen in een zandgrond dan in een leemgrond.

Enkele andere factoren zijn hier ook belangrijk. Ten eerste is er de structuur van de toplaag. Indien er met een te grote druppel wordt beregend, zal de valsnelheid van de druppels zo groot worden dat de toplaag verslempt. Zonder structuur vervalt ook de doorlaatbaarheid en zal er plasvorming optreden. Het is duidelijk dat deze verslemping vlugger zal optreden bij een onbedekte bodem dan bij een overgroeide bodem. Indien er verschillende gewassen op eenzelfde bedrijf moeten beregend worden, moet men beschikken over verschillende sproeiers die de gevraagde druppelgrootte (en dus ook de gevraagde intensiteit) kunnen leveren.

Ten tweede speelt ook de helling van het perceel een rol. Indien er te veel beregend wordt op een hellend perceel zal het overtollige water beginnen afstromen. Deze verliespost moet in elk geval vermeden worden.

65

Tabel 11 Maximale beregeningsintensiteiten bij verschillende hellingen

Zowel bij onbegroeide of slempgevoelige gronden als bij het gebruik van een haspelautomaat dienen deze beregeningsintensiteiten met 25 % verminderd te worden.

3.6.5. De installatiekeuze Bij de keuze van de meest geschikte beregeningsinstallatie komen er nogal wat factoren kijken.

Ten eerste is de beschikbaarheid en de kwaliteit van het beregeningswater van belang. Indien men over niet veel water beschikt, moet er gekozen worden voor een zuinige installatie. Indien het water bijvoorbeeld veel ijzer bevat, zullen sproeiers met een kleine uitstroomopening vlugger verstoppen.

Zandkorreltjes in het water kunnen pompen of turbinewielen beschadigen.

Indien er dikwijls beregend wordt (bij een korte retourtijd), is het interessanter om te kiezen voor een permanente installatie.

Er moet voldoende oppervlakte per jaar beregend worden om de economische break-even van het systeem te overschrijden.

Sommige gewassen verdragen geen natte bladeren. In dat geval komt een systeem in aanmerking dat de planten niet bevochtigt zoals druppelbevloeiing.

De spuitsectie van de sproeiers dient aangepast te zijn aan de vorm van de percelen om beregenen van de buurpercelen te vermijden.

De druppelgrootte van de installatie moet aanpasbaar zijn aan de omstandigheden. Bij haspels kan men een fijnere druppel bekomen door de sproeiopening te verkleinen of door de druk op te voeren.

Hierin mag men niet overdrijven want een fijnere druppel betekent automatisch meer driftgevoeligheid en dus meer verlies.

Naargelang het systeem en de plaatsing van de sproeiers tov elkaar bekomt men met of zonder overlapping een totaal verschillende waterverdeling over het veld. Om een gelijke verdeling te krijgen dienen de plaatsingsvoorschriften van de constructeur stipt opgevolgd te worden.

66

Tot slot telt natuurlijk de kostprijs van de installatie. Een hogere aankoopprijs betekent echter niet noodzakelijk een duurdere installatie. Vooral de factor arbeid speelt hier een rol. Het is duidelijk dat verplaatsbare systemen die telkens opnieuw afgebroken en heropgebouwd moeten worden een hogere loonlast dragen. Indien de loonkost wordt doorgerekend, komen ze meestal op hetzelfde niveau uit als de automatisch verplaatsbare systemen. Op een bedrijf met een al te drukke agenda moet er dus gekozen worden voor de laatste optie.

3.6.6. De onderdelen van een beregeningsinstallatie Elke beregeningsinstallatie bestaat uit een aanzuigdarm, een pomp, een persleiding en de uitstroomopeningen voor het water.

De zuigdarm zuigt het water meestal op uit een bassin. Vermits er hier nogal wat organische verontreiniging voorkomt, wordt deze meestal beschermd met een zuigkorf waarop een filter is aangebracht. De darm zelf is van gewapend rubber om zeker niet dicht te klappen bij het zuigen.

In de landbouw worden heel dikwijls centrifugaalpompen gebruikt omdat ze bij relatief lage drukken een vrij hoog debiet kunnen leveren. Deze pompen worden door een motor aangedreven. Dit kan gaan van een elektrische motor tot en met stationaire dieselmotoren. In sommige gevallen worden ze via de aftakas van een tractor aangedreven.

Figuur 35 Een centrifugaalpomp aangedreven door een tractor

De persslangen kunnen zowel van rubber, kunststof als van canvas vervaardigd zijn. Meestal worden ze onderling met mekaar verbonden via een bajonetsluiting. Zij kunnen gemakkelijk opgerold worden waardoor ze zeer handelbaar zijn.

Als persleiding worden ook pijpleidingen van verzinkt staal of aluminium gebruikt. Bij verplaatsbare pijpleidingen worden vooral lengtes van 6 meter gebruikt die met snelkoppelingen aan elkaar worden vastgemaakt.

67

Figuur 36 Snelkoppelingen

Als uitstroomopening voor het water zijn er twee mogelijkheden. Ofwel wordt het water door de opening in de lucht geduwd en spreekt men van sproeiers ofwel parelt het water uit de opening en spreekt men van druppelaars. Bij deze laatste wordt het water dus druppel per druppel geleverd. Dit betekent dat ze zeer gelijkmatig de grond plaatselijk kunnen bevochtigen maar eveneens dat ze zeer verstoppinggevoelig zijn. Ze dienen dus regelmatig op waterafgifte gecontroleerd te worden.

Bij de beregeningssproeiers kan men twee grote soorten sproeidoppen onderscheiden. Een eerste type zijn de werveldoppen waarbij de vloeistof in een kamer tot ronddraaien wordt gedwongen door een wervelplaatje. Als het water de uitstroomopening verlaat zal het vernevelen in een kegelvormige baan naar beneden. Vermits de uitgestoten druppeltjes zeer fijn zijn, zijn ze ook zeer windgevoelig.

Dit systeem vindt men daarom in serres terug.

Het tweede type sproeidop is een ketsdop. De waterstraal verlaat via de uitstroomopening de dop en botst juist na de opening op een ketsplaat. Hierdoor ontstaan er vrij grote druppels die met een mooie verdeling naar beneden vallen. Naargelang de vorm van de ketsplaat bekomt men ook een andere verdeling, druppelgrootte en richting. Zo zijn er bijvoorbeeld steeldoppen, boogdoppen, naanboogdoppen (met een draaiend vleugeltje) en andere.

Figuur 37 Ketssproeiers

Een speciaal type ketsdopsproeiers zijn de ronddraaiende sproeiers. Ze kunnen een volledige cirkel beschrijven of een deel ervan (een sector). Het ronddraaien gebeurt schoksgewijs omdat de waterstraal tegen een verende arm met contragewicht aanspuit en deze zo steeds verder duwt. Bij de 68

sectorsproeiers bevinden er zich 2 verstelbare nokken op het vaste gedeelte van de sproeier. De schokarm zal zich hier altijd heen en weer bewegen tussen deze nokken. Met deze sproeiers kan men 10 tot 100 meter ver spuiten waardoor ze veel op grote kavels worden gebruikt.

Figuur 38 Een ronddraaiende sproeier

3.6.7. Beregeningssystemen De beregeningssystemen worden ingedeeld naar hun mobiliteit. Men onderscheidt dynamische en statische systemen. Het verschil zit in het al of niet bewegen van de sproeiers tijdens de beregening.

Bij de statische systemen horen zowel de permanente als de verplaatsbare systemen. Tijdens de beregening echter blijft de sproeier in een vaste positie op het veld. Men heeft hier een hoofdleiding langswaar het water wordt aangevoerd. Op een hydrant (= aftappunt) kan een vaste of verplaatsbare dwarsleiding aangesloten worden waarop de sproeiers bevestigd zijn. In het geval van een verplaatsbare installatie wordt na een sproeibeurt de dwarsleiding afgebroken en aan een ander hydrant aangesloten. Dan kan de nieuwe strook beregend worden. Hier is dus duidelijk meer arbeid gevraagd dan bij de permanente systemen waar de dwarsleidingen en de sproeiers steeds ter plaatse blijven. Vermits de sproeicirkel van de sproeiers hier meestal klein is, zijn deze systemen uiterst geschikt om grillige perceelsgrenzen toch te volgen. De waterafgifte van de doppen kan terug gevonden worden in de karakteristieke tabel die door de constructeur wordt meegeleverd. Ook de juiste opstelling van de doppen tegenover elkaar (vierkant, driehoek, geschrankt, â&#x20AC;Ś) wordt door de constructeur voorgeschreven. Om de juiste dosis te beregenen moeten de sproeiers gedurende een bepaalde tijd, die af te leiden is uit de karakteristiek, werken.

69

Tabel 12 Voorbeeld van een karakteristieke tabel voor sproeidoppen

Vaststaande sproeiers blijven meestal na de werking op hun plaats staan. In sommige gevallen echter kunnen ze ook automatisch “opgeborgen” worden. Dit zijn dan de pop-up sproeiers die onder de grond worden geïnstalleerd in een gazon bijvoorbeeld. Bij het op druk zetten van de waterleiding schuiven ze telescopisch uit tot boven het maaiveld waarna ze beginnen te sproeien. Eenmaal de druk op de toevoerleiding wegvalt, zakken ze terug in de grond zodat ze niet in de weg staan bij het maaien.

Bij de statische systemen horen ook de druppelslangen thuis. Deze slangen worden op of onder de grond gelegd naast de planten die moeten geïrrigeerd worden. De druppels worden dus zonder verlies aan de grond geleverd. De druppels kunnen zowel bij sommige systemen door de darm geleverd worden als bij andere systemen door een soort aftapdarmpje waaraan de druppelvormer hangt.

70

Figuur 39 Schematische voorstelling van druppelbevloeiing

Deze techniek van irrigatie wordt vooral gebruikt bij meerjarige teelten zoals boomgaarden en kleinfruit maar ook bij vollegrondsgroenten of in serres kan het toegepast worden. De pomp moet hier verschillend gedimensioneerd worden dan bij de andere systemen vermits er gewerkt wordt bij zeer lage drukken (0.1 tot 1.2 bar). Dit betekent dat in de meeste gevallen de druk door een drukregelaar moet verlaagd worden. Deze drukregelaar is noodzakelijk vermits het afgeleverde debiet sterk afhankelijk is van de druk op de slangen. De irrigatie-intensiteit wordt bepaald door het aantal drupplaatsen per lopende meter slang. Hoe dichter de openingen bij elkaar liggen, hoe meer water men per oppervlakte-eenheid en per uur kan toedienen.

De diameter van de slangen moet vooral gekozen worden in functie van hun lengte. Hoe langer men de slangen wil maken, hoe groter de vereiste diameter moet zijn om nog een aanvaardbare uniformiteit te krijgen in de afgifte. Wanneer de diameter te klein is, treden er door de verhoogde weerstand meer drukverliezen op in de slang waardoor de laatste drupplaatsen minder water gaan leveren.

71

Figuur 40 Karakteristiek van een druppelslang bij verschillende drukken

Bij de dynamische systemen wordt de haspelautomaat het meest gebruikt.

Figuur 41 De werking van een haspelautomaat

De haspelautomaat bestaat uit een roterende trommel (de haspel), die aangedreven wordt door een waterturbine. Door meer of minder van het opgepompte water langs de turbine te laten passeren 72

wordt de draaisnelheid van de haspel geregeld. Een polyethyleen slang met ruime diameter wordt dan opgewonden rond de draaiende trommel. De lengte van de slang is variabel maar kan tot 500 meter gaan. Het ene uiteinde van de slang is verbonden met de holle as van de trommel, het andere uiteinde is verbonden met de sproei-installatie. Deze kan bestaan uit een sproeikanon of een sproeiboom die op een mobiele installatie werd gemonteerd. De slang wordt bij het op- en afrollen heen en weer bewogen door een aangedreven geleider die er voor zorgt dat de windingen naast elkaar komen te liggen.

Figuur 42 Een sproeikanon voor een haspelautomaat

Bij het klaarzetten van de installatie wordt het karretje, waarop het kanon gemonteerd is, met de trekker naar het andere uiteinde van het veld getrokken, waarbij de PE-slang afrolt. Bij de start van de beregening zal de turbine en dus de haspel beginnen draaien en zo wordt de slang en het kanon naar de haspel toe getrokken. De snelheid waarmee het karretje over het veld beweegt, is dus afhankelijk van het toerental van de turbine. Veel water over de turbine laten passeren resulteert dus in een hogere snelheid van het karretje en dus in een lagere beregeningsdosis. Via een eenvoudige formule kan men de benodigde snelheid van het kanon berekenen.

Sommige haspelautomaten zijn draaibaar op hun onderstel bevestigd zodat ze zowel in langsrichting als overdwars kunnen werken.

Vermits er nogal wat â&#x20AC;&#x2122;s nachts wordt beregend (wegens de kleinere verliezen), moet het systeem autonoom kunnen werken. Dit kan alleen maar als er een aantal automatische beveiligingen aangebracht zijn. Enkele mogelijkheden zijn: afsluiten van de watertoevoer als de werkgang gedaan is, als door verstopping de druk oploopt, als de slang afbreekt, als â&#x20AC;Ś 73

Soms wordt op het karretje een sproeiboom gemonteerd met daarop, op vaste afstanden, sproeiers aangebracht. Bij het gebruik van zoâ&#x20AC;&#x2122;n sproeiboom wordt een betere verdeling van het toegediende water bekomen met minder verliezen en zijn de waterdruppels ook kleiner. De investeringskosten zijn echter hoger dan bij het gebruik van een kanon.

Figuur 43 Een sproeiboom met ketsdoppen

Meestal wordt bij dit systeem een kanon gebruikt. Hiermee is de verdeling echter niet optimaal, zijn de verliezen hoger, de druppels groter en de beregeningsintensiteit heviger. Het is echter uiterst efficiĂŤnt voor grote oppervlaktes en grote dosissen en weinig arbeidsintensief.

De juiste manier van werken wordt ook hier uit de karakteristiek afgelezen.

Tabel 13 De karakteristiek van een sproeikanon

De aanbevolen werkbreedte wordt mee bepaald door de windsterkte. Hoe meer wind er opsteekt, hoe minder ver er beregend wordt.

Tabel 14 Werkbreedte in functie van de windsnelheid

74

Om een optimale verdeling te bekomen raadt men aan om met het kanon een sproeisector te beregenen tussen 200° en 220°. De beide helften van de sproeisector moeten ook symmetrisch zijn.

Figuur 44 De optimale sproeisector van een kanon

Tegenwoordig kunnen er kanonsproeiers geleverd worden die verbonden zijn met een beregeningscomputer. Zo is het mogelijk om de zijdelingse worp van de sproeier te beperken. Op deze manier kan er exact beregend worden tot aan de perceelsgrenzen. Ook in de hoeken van het perceel kan de straal zodanig gericht worden dat er zelfs daar beregend wordt. Met dit systeem wordt het zelfs mogelijk om rond de haspel op de kopakker te beregenen. De computer bewaakt ook alle belangrijke parameters (druk, oprolsnelheid, windsterkte, neerslag …) en past de oprolsnelheid automatisch aan zodat de beregende dosis op elk punt van het perceel vrij constant is. De afwijkingen op de ingestelde dosis bedragen nu maximaal nog 3 %. Meestal kunnen deze beregeningscomputers via GSM bestuurd worden. Ook de communicatie met de computer via SMS is nu al mogelijk. Op elk moment is dus af te lezen hoe ver de beregening van het perceel al gevorderd is. Wanneer deze computer ook verbonden wordt met een GPS-systeem, kan er plaats specifiek beregend worden.

In buitenlandse streken waar er veel geïrrigeerd wordt, maakt men nogal eens gebruik van de centerpivot beregeningsinstallatie. Dit is ook een dynamisch systeem dat in Vlaanderen niet voorkomt. Het middelpunt van de installatie is een stilstaande hydrant (het pivot-punt) van waaruit een sproeiboom vertrekt. De lengte van de sproeiboom kan gemakkelijk 400 meter bedragen. Als deze sproeiboom ronddraait, wordt er een blok van 50 tot 60 hectare beregend. Om deze lengte te kunnen bewegen, wordt de sproeiboom op regelmatige afstanden ondersteund door een wiel. Door deze wielen aan te drijven met een elektromotor wordt de hele sproeiboom in beweging gezet. De aandrijving van deze wielen moet natuurlijk gesynchroniseerd worden zodat de hele sproeiboom in een rechte lijn blijft lopen. De snelheid van elk wiel kan berekend worden uit de straal die het wiel uit het center staat en de tijd die nodig is om 1 toer te maken.

Vermits de sproeiers die het dichtst gelegen zijn tegen het pivot-punt een kleinere omtrek maken gedurende 1 toer van de sproeiboom, liggen deze sproeiers verder uit mekaar. Hoe meer men naar de buitenkant van het systeem gaat, des te dichter komen de sproeiers bij mekaar te liggen om dezelfde beregening aan te houden.

Om de dosis te veranderen zal men de snelheid van de sproeiboom aanpassen. Men zal dus maw langer of korter doen over het maken van 1 toer met de sproeiboom.

75

Algemeen kan gesteld worden dat dit systeem zeer duur is in vergelijking met de vorige systemen maar dat dit haalbaar is in die streken waar men bijna het ganse groeiseizoen door beregent. Op die manier wordt de grote aanschafprijs (2000 â&#x201A;Ź per ha) verdeeld over meer toegediende millimeters waardoor een lagere kostprijs per mm wordt verkregen.

Figuur 45 De schematische voorstelling van een center-pivot installatie

3.6.8. De dimensionering van de pomp en de leidingen Bij elke soort beregening zijn er een pomp en leidingen nodig om de benodigde hoeveelheid water van aan de bron tot bij de sproeiers te transporteren. De pomp is ook nodig om een zekere druk op te bouwen aan de sproeier en om drukverliezen bij het watertransport te overwinnen. De pomp heeft dus een dubbele functie: debiet leveren en druk opbouwen. Beide parameters (druk en debiet) staan voor elke pomp afzonderlijk in relatie met elkaar. Dit verband kan men uitzetten in een grafiek, die de pompkarakteristiek wordt genoemd. Iedere pomp heeft zijn eigen karakteristiek waarin de relatie tussen druk en debiet wordt beschreven.

De capaciteit of het debiet (mÂł/h) die de pomp moet leveren, wordt bepaald door de afgifte van de sproeiers en dus door de behoeften van het gewas. Deze behoeften zijn bekend maar de vraag is bij welke druk dit debiet moet geleverd worden. De sproeiers hebben nu eenmaal een bepaalde waterafgifte bij een bepaalde werkdruk. Deze druk is niet gelijk aan de werkdruk van de pomp vermits er onderweg nogal wat drukverliezen zijn. Deze drukverliezen worden veroorzaakt door hoogteverschillen, de weerstand in de leidingen, koppelstukken en andere. Ze ontstaan door wrijving tussen de vloeistof en de leidingswanden. Dit drukverlies is afhankelijk van het materiaal waaruit de wand is gemaakt, de diameter van de buis, de snelheid van de stroming en de lengte van de leiding.

Al deze parameters kunnen teruggevonden worden in een grafiek die door de constructeur wordt meegeleverd. Voor ellebogen, T-stukken, meetinstrumenten ed wordt als drukverlies meestal 10 % 76

gerekend van de overige drukverliezen in de leidingen. Voor de turbine van een haspelautomaat wordt als drukverlies meestal 1 bar of 10 mWK gerekend.

Figuur 46 Drukverliezen in functie van het debiet en de diameter van een PE-slang

Algemeen mag er dus gesteld worden dat de lengte van de leidingen, het aantal koppelstukken, â&#x20AC;Ś zoveel mogelijk moeten beperkt worden om de drukverliezen te minimaliseren.

Eenmaal de drukverliezen bekend zijn, worden ze samengeteld met de sproeierdruk om de werkdruk van de pomp te berekenen. Als deze werkdruk bekend is, kan die pomp uitgekozen worden die bij deze druk het gevraagde debiet zal leveren.

Bij mobiele beregeningsinstallaties moet dan wel opgelet worden voor de veranderende omstandigheden bij de verplaatsing van de installatie. Hier moeten de maximale drukverliezen berekend worden onder de meest belastende omstandigheden. Indien de pomp dan het benodigde hydraulische vermogen kan leveren, zal ze dat zeker ook kunnen in de gemakkelijkere.

77

4. Geraadpleegde werken Aanleg en onderhoud van drainage. Vlugschrift nr. 279, Ministerie van Landbouw en Visserij, Wageningen, 1979, 11 blz.

ABEELS, P. F. J., Interactie band-bodem. Boer&Tuinder, 22/09/89, blz 29.

ABEELS, P. F. J., Interactie band-bodem: deel 2. Boer&Tuinder, 06/10/89, blz 21.

ABEELS, P. F. J., Interactie band-bodem: deel 3. Boer&Tuinder, 13/10/89, blz 17.

AMELOOT, S., Casestudie van een irrigatieproject in Portugal. Eindwerk tot het behalen van de titel gegradueerde in landbouw en biotechnologie, Melle, Hogeschool Gent Departement BIOT 2001-2002, 51 blz.

AMERIJCKX, J.B., VERHEYE, W., VERMEIRE, R., Bodemkunde. s.l., s.e., 1995, 346 blz.

Bodemstruktuurbederf voorkomen: hoeveel kost dat? Landbouwleven, 25/10/91, blz 7.

Bodemverdichting kan drie ton droge stof per ha kosten. Landbouwleven, 22/04/94, blz 11.

Bodemverdichting oorzaak van veel schade. Landbouwleven, 15/02/01, blz 12.

Bodemverdichting vaak miskend probleem. Landbouwleven, 16/09/94, blz 10.

Bodemverdichtingen. Landbouwleven, 20/04/90, blz 17.

Bodenverdichtung: auch il grĂźnland akut. DLZ, 2001, nr. 5, blz 20.

BOSMA, A. H., LIEFTINK, D. A., Beregeningssystemen voor grasland. Landbouwmechanisatie, mei 1990, blz 29.

DE BECKER, S., Debiet- en registratiemeters op grondwaterwinningen. Boer&Tuinder, 06/11/98, blz 17.

78

DE BECKER, S., Heffing op het gebruik van grondwater: nieuwe aangifteverplichtingen.

Boer&Tuinder, 20/02/98, blz 12.

De drainreiniger actueler dan ooit. Landbouwmechanisatie, december 2000, blz 40.

De drains kontroleren. Landbouwleven, 23/09/94, blz 12.

De keuze van drainageomhullingsmateriaal. Landbouwleven, 15/09/89.

DIERICKX, W., (1982), Vergt een drainage onderhoud? Merelbeke, Rijksstation voor Landbouwtechniek, 5 blz.

DIERICKX, W., Beregeningsmachines. Voordracht, Roeselare, 19/05/77, 12 blz.

DIERICKX, W., Drainage en afwatering van grassportvelden. Landbouwtijdschrift, 1976, 3, blz 607.

DIERICKX, W., Sanering van waterzieke gronden. Agramagazine, december 1986, blz 43.

Drainreiniger. Landbouwmechanisatie, januari 2004, blz 11.

Drainreinigers: het reinigen van de drains. Landbouwmechanisatie, november 1988, blz 9.

Drainreinigers: waarop letten bij aanschaf? Landbouwmechanisatie, oktober 1988, blz 8.

Egaliseren, alleen onder droge omstandigheden. Landbouwleven, 17/08/90, blz 13.

Eigen grondwaterwinning op de hoeve. Landbouwleven, 19/12/97, blz 48.

Entwässern ohne grosse Erdbewegung. DLZ, 2003, nr. 4, blz 66.

FEYEN, J., Landbouwkundige aspecten van het irrigatieproject Ophoven. Voordracht, 1992, 11 blz.

GABRIELS, P. C. J., KABAT, P., Beregening op grasland : tijdstip voor aanvang beregening en verhoging rendement. Landbouwmechanisatie, mei 1990, blz 24.

GOFFART, J. P., AMPE, G., Invloed van beregening op de aardappelteelt. Landbouwleven, 29/05/98, blz 26.

JOLY, L., Drainage: een proeve van oplossing. Boer&Tuinder, 07/05/99, blz 9.

Klimawandel oder Wetterkapriolen? DLZ, 2004, 8, blz 20.

79

KORVER, R., Even de beregeningsinstallatie bellen. Landbouwmechanisatie, augustus 2003, blz 18.

KRIJGER, P. D., MARIS, R., Cultuurtechniek, Groningen, Wolters, 1966, 189 blz.

Kunstmatig beregenen vergt water en rekenen. Landbouwleven, 18/04/97, blz 14.

LEFERINK, T., ZONNENBERG, H. J., Van een goed aangelegde drainage heeft u jaren plezier.

Boerderij/Veehouderij, 06/11/85, blz 16.

Maatregelen ter vermindering van de bodemdruk. Boer&Tuinder, 04/08/89, blz 13.

MATTHEUSSEN, J., Draineringen: bouw- en milieuvergunningsplicht gewijzigd. Boer&Tuinder, 03/12/99, blz 9.

Na profielanalyse en overleg: eventueel de verdichtingen wegwerken. Landbouwleven, 06/07/90, blz 12.

Natte zomer stemt tot nadenken. Landbouwleven, 04/09/92, blz 8.

NUYTTEN, D., Regenwater tellen is minder betalen. Boer&Tuinder, 18/06/04, blz 12.

PLOVIE, N., Praktijkgids irrigatie vollegrondsgroenten, s.l., s.e., 2001, 107 blz.

SCHNEIDER, C. B. H., Controleer de ontwatering van uw graslandpercelen. Landbode, 20/03/87, blz 27.

Slootonderhoud. Landbouwmechanisatie, 18/09/96, blz 62.

Spaar de bodemstructuur. Landbouwleven, 12/11/04, blz 7.

Spaarzaam omgaan met water. Landbouwleven, 13/08/04, blz 24.

VAN DAELE, A., RYCKAERT, I., Water op het landbouwbedrijf, Brussel, Ministerie van Middenstand en Landbouw, 1998, 93 blz.

VAN DE WEYER, K., Regeling inzake grondverzet 1 januari 2004 van kracht. Boer&Tuinder, 10/10/03, blz 8.

VAN DEN BRAND, Gun Corner maakt hoeken beregenen kinderspel. Landbouwmechanisatie, november 2004, blz 7.

80

VANSTEELANDT, V., Grondwaterwinningen. Brussel, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Administratie Milieu-, Natuur-, Land- en Waterbeheer, 2003, 26 blz.

VAN WINGERDEN, Landbouwwerktuigen, Voorschoten, VAM, 1987, 288 blz.

Veel slecht werkende drainages. Landbouwleven, 06/07/01, blz 7.

Vergunning voor grondwaterwinning, een complexe bedoening. Landbouwleven, 30/01/98, blz 43.

Waarom een goede ontwatering van bouw- en grasland? Vlugschrift nr. 278, Ministerie van Landbouw en Visserij, Wageningen, 1979, 8 blz.

‘Wasser marsch’ reicht nicht aus. DLZ, 1997, nr. 3, blz 190.

Wordt vochtvoorziening een probleem? Landbouwleven, 12/04/96, blz 11.

81

82