Water in de bodem

Waarom dit telt

Zonder kraan en zonder sproeier bepaalt de bodem of je moestuin de zomer haalt en of je put water geeft. Een zandgrond laat een regenbui snel door en is gauw weer droog; een kleigrond houdt het water vast, maar laat het bij een stortbui over het land wegstromen en neemt de bovenlaag mee. Wie weet hoe water in zijn grond beweegt, zet de greppel op de goede plek, legt mulch vóór de droogte en graaft de put waar het water zit. Dit hoofdstuk leert je kijken, meten en sturen, in de natte polder en op de droge zandgrond.

Eerst doen

1. Graaf een gat van 50 cm diep en kijk: zand, leem of klei, hoe diep de donkere bovengrond gaat, en of er een harde of natte laag zit.
2. Giet een emmer water in een ring of blik zonder bodem op de grond en klok hoeveel millimeter per uur wegzakt: onder 15 is traag, boven 50 is snel (FAO).
3. Zet een peilbuis en meet een jaar lang elke week hoe diep het grondwater staat; noteer de hoogste winterstand en de laagste zomerstand.
4. Loop in de regen over je land en teken waar het water stroomt, blijft staan en de grond meeneemt (13.01 Het landschap lezen, 14.05 Een lokale kaart maken).
5. Dek kale grond af met mulch voordat de droogte komt, en graaf greppels op de hoogtelijn waar water te snel wegloopt.
6. Laat natuurlijke afvoeren, greppels en sloten open: wie die blokkeert, zet bij de eerste stortbui zijn huis onder water.

Wat je nodig hebt

• Een spade, een houweel voor harde grond en een grondboor (09.02 Handgereedschap).
• Twee ringen voor de inzijgproef: een emmer of blik zonder bodem van ongeveer 30 cm doorsnee en een grotere van ongeveer 60 cm, of een aarden walletje in plaats van de buitenste; een liniaal, een horloge en 20 liter water.
• Voor een peilbuis: een pvc-buis van 1,5 tot 3 meter met zaagsneden over de onderste meter, een kous van oude panty of fijn gaas, een dop, en een touw met een gewicht of een smal flesje dat plonst wordt getoetst.
• Voor hoogtelijnen: een A-frame van drie latten met een schietlood, of een doorzichtige slang van 10 meter met water erin, plus piketten en touw.
• Mulch: stro, hooi, bladeren, houtsnippers, gehakseld snoeihout, karton; minstens 5 cm dik.
• Een potje met deksel voor de schudproef en je handen voor de voelproef.
• Een logboek en potlood.

Werkwijze

Hoe water in de grond beweegt

Regen die op de grond valt, doet drie dingen: hij zakt erin (infiltratie), hij stroomt eroverheen (afstroming) of hij verdampt. Wat erin zakt, vult eerst de kleine holtes tussen de korrels. Een deel blijft daar hangen als bodemvocht, waar wortels bij kunnen; de rest zakt door naar de laag waar alle holtes vol water zitten: het grondwater. De bovenkant daarvan is de grondwaterspiegel. Die staat in de winter hoger dan in de zomer en volgt grofweg de vorm van het land, maar vlakker.

Hoe snel dat gaat, hangt af van de korrels. De FAO deelt gronden in drie klassen:

Lees de tabel zo: een meter leem onder een moestuin houdt 100 tot 175 liter per vierkante meter vast die een plant kan gebruiken, dat is twee tot drie weken verdamping in de zomer wordt getoetst. Zand houdt de helft of minder vast en moet vaker water hebben; klei houdt het meeste vast, maar geeft het moeilijk af en neemt het traag op. De laatste kolom is de hoogte waarover water vanuit het grondwater omhoog kruipt door de fijne holtes: in zand komt het nauwelijks een halve meter, in klei meters. Op klei met grondwater op anderhalve meter kan dat de wortels helpen; op zand veel minder wordt getoetst.

Een grond die helemaal vol water staat, heeft geen lucht meer; de meeste gewassen houden dat volgens de FAO maar twee tot vijf dagen vol. Zand loopt in uren weer leeg, klei in twee tot drie dagen. Daarom verdrinken groenten op klei na een natte week en op zand niet.

Grondwater in polder, veen en zand

In Nederland is het grondwater overal dichtbij. Het waterschap houdt het slootpeil op een vaste hoogte, en het grondwater in het land volgt dat peil op afstand wordt getoetst. Bodemkaarten geven dat aan met grondwatertrappen, van I (zeer nat) tot VIII (zeer droog). Bij trap I staat het grondwater in de winter minder dan 20 cm onder het maaiveld en in de zomer minder dan 50 cm; bij trap II en III minder dan 40 cm in de winter; bij trap VI 40 tot 80 cm in de winter en meer dan 1,2 meter in de zomer. Op de natste veengronden (trap I en II) staat het water in de winter volgens de provincie Utrecht (bijna) aan het maaiveld. Bodemdaling is in veengebieden een bekend probleem. Op de zandgronden in het oosten en zuiden en op stuwwallen en duinen zit het grondwater vaak meters diep wordt getoetst.

Voor jou betekent dat:

• In polders en veengebieden is de vraag niet hoe je water vasthoudt, maar hoe je het kwijtraakt: bedden ophogen, greppels naar de sloot open houden, en in de winter van het land blijven. Een latrine of een put moet daar rekening houden met water op een halve meter (02.10 Een latrine graven, 02.11 Een put slaan en beschermen).
• Als de gemalen stilvallen, stijgt het water in de polder en loopt het laagste land onder wordt getoetst (02.14 Hoogwater, dijken en gemalen). Weet welke akkers dan het eerst nat worden.
• Op zandgrond in het oosten en zuiden is het omgekeerd: elke druppel die op je grond valt, wil je daar houden. Dat doe je met mulch, schaduw en greppels op de hoogtelijn, en in droge zomers rantsoeneer je.
• Een droog dal of holle weg op een helling kan bij een stortbui in korte tijd vollopen, met modder erin wordt getoetst. Bouw, graaf en plant er niet in en zet er geen voorraad.
• Bedek kale grond vóór de regens van herfst en winter, zeker op hellingen. Kale löss spoelt bij een stortbui weg wordt getoetst.
• In laaggelegen kustgebieden is het ondiepe grondwater vaak brak door zoute kwel: regenwater drijft er als een dunne lens op (Deltares). Pomp daar voorzichtig en proef op zout (02.11).

De inzijgproef

Zo meet je hoe snel jouw grond water opneemt, volgens de ringmethode van de FAO:

1. Sla een ring van ongeveer 30 cm doorsnee minstens 15 cm recht de grond in; leg een plank op de rand en sla daarop. Zet er een ring van 60 cm omheen of maak een aarden walletje van dezelfde hoogte.
2. Leg een doek of jutezak in de binnenste ring, zodat het gieten de grond niet omwoelt. Zet een liniaal rechtop in de ring.
3. Giet snel water in de binnenste ring tot 7 tot 10 cm hoog, en net zo hoog tussen de ringen. Het buitenwater zorgt dat het binnenwater recht naar beneden zakt en niet opzij.
4. Noteer de tijd en de waterhoogte. Lees na 1 tot 2 minuten af hoeveel het is gezakt, vul bij tot de beginhoogte en noteer weer. Later lees je elke 20 tot 30 minuten af. Houd het buitenwater op peil.
5. Stop als het water in opeenvolgende perioden evenveel zakt. Dat is de basissnelheid.
6. Reken: millimeter gezakt gedeeld door minuten, keer 60, is millimeter per uur. Doe de proef minstens twee keer op verschillende plekken. Onder 15 mm per uur is traag: regen stroomt bij een bui grotendeels weg en je hebt greppels nodig. Boven 50 mm per uur is snel: water is zo weg naar beneden en je hebt mulch en organische stof nodig om het vast te houden. Een droge grond neemt sneller op dan een natte; meet daarom niet vlak na regen.

Zonder ringen doe je de glasproef van de FAO: een glas droge, licht aangedrukte grond, water erop; na een uur heeft zand het opgenomen en staat het op klei nog bovenop.

Grondsoort voelen en schudden

• Voelproef (FAO): wrijf vochtige grond tussen je vingers. Knarst het en valt het uit elkaar: zand. Voelt het droog als meel en nat als zijde: leem. Plakt het aan je vingers en kun je er een bal en een worst van rollen: klei. Meer in VK.H02 Klei vinden en testen.
• Schudproef: vul een pot voor een derde met grond, water erbij tot bijna vol, een scheutje afwasmiddel, flink schudden en laten staan. Zand zakt in een minuut, silt in ongeveer twee uur, klei in één tot drie dagen of langer; de dikte van de lagen is ongeveer de verhouding wordt getoetst.
• Verzadigingsproef (FAO): knijp een handvol grond uit. Loopt er modderwater tussen je vingers door, dan is de grond verzadigd en moet je er niet op lopen of werken.

Een peilbuis zetten en het grondwater meten

Eén peilbuis vertelt je meer dan alle kaarten samen.

1. Boor met de grondboor een gat tot onder het grondwater, of zo diep als je komt; 1,5 tot 2 meter is vaak genoeg. Op hoge zandgrond kom je met de hand soms niet diep genoeg en meet je in een bestaande put wordt getoetst.
2. Zaag in de onderste meter van een pvc-buis om de 2 cm een dwarssnede tot een derde van de buis, trek er een panty of fijn gaas overheen tegen zand, en zet de buis in het gat wordt getoetst.
3. Vul rond de buis aan met grof zand en bovenaan met klei, zodat regenwater er niet langs naar binnen loopt. Dop erop.
4. Meet elke week: laat een touw met een gewichtje of een smal flesje zakken tot je het plonst hoort, en meet de lengte tot de bovenkant van de buis. Trek de hoogte van de buis boven de grond eraf.
5. Schrijf datum en stand op. Na een jaar heb je de hoogste winterstand (het gemiddelde van de drie hoogste heet de GHG) en de laagste zomerstand (GLG). Daarop plan je latrine, put, kelder en fruitbomen. Een proefgat werkt ook: graaf, wacht een halve dag en meet hoe hoog het water komt. Dat is een momentopname; herhaal hem na een natte week.

Bodemvocht meten met je hand

Voor de moestuin hoef je niet het grondwater te kennen, maar het vocht in de wortelzone. De Amerikaanse bodemdienst NRCS gebruikt daarvoor de voel- en kijkmethode:

1. Steek met de spade of boor een monster op 15 cm en op 40 cm diep.
2. Knijp het een paar keer stevig tot een bal en kijk: vormt het een bal, kun je er een lint van drukken tussen duim en wijsvinger, blijft er water op je vingers, en hoe donker is de grond?

Geef water als de grond in de wortelzone op ongeveer de helft zit, niet als de bovenkant droog oogt: de bovenste centimeters drogen altijd het eerst wordt getoetst. Met oefening schat je redelijk nauwkeurig; de methode blijft een schatting.

Greppels en swales op de hoogtelijn

Een swale is een greppel die precies waterpas langs de helling loopt, met de uitgegraven grond als wal aan de lage kant. Water dat over de helling stroomt, blijft erin staan en zakt de grond in, in plaats van weg te lopen met de bovenlaag.

1. Maak een A-frame. Twee latten van ongeveer 2 meter bovenaan aan elkaar, een dwarslat halverwege, een schietlood aan de top. IJk hem: zet de poten op twee stenen, markeer waar het lood de dwarslat kruist, draai het frame om (poten gewisseld), markeer opnieuw; het midden tussen beide strepen is waterpas wordt getoetst. Een doorzichtige slang met water werkt ook: de twee waterspiegels staan altijd even hoog.
2. Zet de hoogtelijn uit. Zet één poot bij een piket, draai de andere poot tot het lood op de streep hangt, sla daar een piket, en loop zo verder langs de helling (Permaculture Association). De lijn mag slingeren; dat hoort.
3. Graaf de greppel langs de piketten. Voor een moestuin op een zachte helling is 30 tot 50 cm diep en 50 tot 100 cm breed genoeg; gooi de grond aan de lage kant op als wal en stamp hem niet aan wordt getoetst.
4. Maak een overloop aan één eind, iets lager dan de wal en verstevigd met stenen, naar de volgende greppel of naar een veilige afvoer. Een swale zonder overloop kan bij een stortbui op de zwakste plek doorbreken wordt getoetst.
5. Vul de greppel met mulch en plant de wal in: bomen en struiken aan de lage kant hebben daar het water (13.08 Bomen en boomgaarden).
6. Controleer de bodem van de greppel na de eerste regen met het A-frame of de slang: staat het water overal even hoog, dan is hij waterpas. Niet doen op steile hellingen, op klei die nat kan gaan schuiven, boven een huis of muur, en nooit in of dwars over een natuurlijke afvoer wordt getoetst.

In de polder draai je het om: daar graaf je greppels met een flauw verval naar de sloot, om het water juist kwijt te raken, en leg je bedden 20 tot 30 cm hoog wordt getoetst.

Mulch

Mulch is alles wat kale grond bedekt: stro, hooi, bladeren, houtsnippers, gehakseld snoeihout, karton, zelfs stenen. Een overzichtsartikel van Chalker-Scott (2007), samengevat door de Universiteit van Californië, noemt één studie met 35 procent minder verdamping onder stro. Dat getal wisselt per materiaal en dikte. Mulch houdt de grond 's zomers koeler, remt onkruid, vermindert afstroming en erosie en voert organische stof aan voor het bodemleven (13.02 Bodemleven en compost).

• Leg mulch 5 tot 10 cm dik op vochtige grond, dus na regen of na water geven, niet op kurkdroge grond wordt getoetst.
• Houd een hand breed vrij rond stengels en stammen tegen rot en muizen wordt getoetst.
• Grof materiaal werkt beter dan fijn: het laat water en lucht door en verwaait minder.
• Houtsnippers geven volgens het overzicht geen stikstoftekort als ze bovenop liggen en niet worden ingewerkt.
• Droog stro is in de zomer brandbaar. Houd het weg van vuur en van de muur van het huis wordt getoetst.

Erosie herkennen en stoppen

Erosie zie je aan geultjes na regen, aan wortels die bloot komen, aan troebel water dat van je land stroomt en aan een laagje slib onderaan de helling. Bovengrond vormt zich heel langzaam wordt getoetst. De volgorde van werken: eerst bedekken (mulch, groenbemester, gras tussen de rijen), dan de helling breken (greppels op de hoogtelijn), dan de stroom geleiden (verstevigde overlopen en afvoeren met stenen). Werk de grond nooit in de richting van de helling, want dat vergroot de erosie wordt getoetst, maar langs de hoogtelijn, en laat in de herfst geen kale akker achter. Natte klei in de winter betreden, verdicht de grond en laat de volgende bui over het land lopen; wacht tot de verzadigingsproef droog is.

Zo weet je dat het werkt

• Je weet van je eigen grond de grondsoort, de inzijgsnelheid in millimeter per uur en de hoogste winter- en laagste zomerstand van het grondwater, en het staat in het logboek.
• Na een stortbui staat het water in de swales en is het de volgende dag weg; er stroomt geen troebel water van je land.
• Onder de mulch voelt de grond in de zomer koel en op de helft van het beschikbare water, terwijl kale grond ernaast droog is.
• Je putten, latrines en kelders staan op plekken die passen bij de gemeten grondwaterstand (02.10, 02.11, 12.02 Funderingen begrijpen).
• Na de winter liggen er geen geulen in de akker en komen er geen wortels bloot.

Zo weet je dat het misgaat

• Water blijft dagen in de swale staan en de wal wordt zacht: de grond zijgt te traag in of de greppel is te diep. Maak de overloop lager en de greppel ondieper.
• De wal breekt bij regen door: geen of te hoge overloop. Herstel met stenen en zet de overloop lager dan de wal.
• Planten verwelken onder de mulch: de mulch is op droge grond gelegd en de regen komt er niet doorheen, of hij is te fijn en te dik. Trek hem open, geef water, leg grover materiaal.
• Geulen en troebel afstromend water: de grond ligt kaal of je hebt met de helling mee gewerkt. Bedek en werk langs de hoogtelijn.
• De peilbuis staat droog in de zomer en vol in de winter met meer dan een meter verschil: plan putten en kelders op de winterstand en de moestuin op de zomerstand wordt getoetst.
• De grond in de polder staat na regen dagen blank: de greppels naar de sloot zijn dicht of het slootpeil is gestegen. Greppels open maken, bedden ophogen, en nakijken of een gemaal stilstaat (02.14).
• Een keermuur bolt uit of lekt modder: water staat erachter. Maak een afvoer boven de muur en haal de druk eraf voordat je hem herstelt.

Als je iets mist

Achtergrond

Grond is een spons van korrels met holtes ertussen. Grove korrels geven grote holtes: water zakt er snel doorheen en blijft er slecht in hangen. Fijne korrels geven kleine holtes: water zakt traag, maar de kleine holtes houden het vast tegen de zwaartekracht in, en zuigen het zelfs omhoog, zoals een suikerklontje thee opzuigt. Dat is de reden dat zand snel droog is en klei lang nat, en dat klei water meters omhoog trekt vanuit het grondwater en zand nauwelijks een halve meter.

Afstroming begint zodra de regen harder valt dan de grond kan opnemen. Een kale, dichtgeslagen bovenlaag neemt weinig op; mulch en plantendek vangen de druppel op, houden de holtes open en geven de regen tijd om in te zakken. Een greppel op de hoogtelijn doet hetzelfde met de regen die toch wegstroomt: hij houdt het water stil, en stilstaand water zakt in. Een wal die niet waterpas ligt, stuurt al het water naar het laagste punt en breekt daar.

Grondwater staat niet stil. Het stroomt langzaam van hoog naar laag, naar sloten, rivieren en de zee, en in polders ook naar boven, als kwel, omdat het land lager ligt dan het water eromheen. Wie meer oppompt dan er aanvult, put een bron uit.

Bewijs: de indeling van gronden en de getallen voor inzijging, beschikbaar water en opstijging B (FAO-lesmateriaal, gemiddelden met grote spreiding). De ringproef B (FAO-veldmethode). De voel- en kijkmethode voor bodemvocht B (NRCS, nauwkeurig met oefening). Grondwatertrappen en veenstanden A (Nederlandse bodemkartering). Mulch tegen verdamping en erosie B (wetenschappelijk overzicht, cijfers wisselen per materiaal). Swales en A-frame C (praktijk uit permacultuur en waterbeheer, weinig gecontroleerd onderzoek).

Volgende niveau

Met een jaar metingen in de hand plan je de teelt (13.05 Teeltplanning): droogtegevoelige gewassen op de leem bij de swale, wortels en uien op het hoge zand, en in de polder alles op opgehoogde bedden. Vang dakwater op in een ton met voorspoeler en laat het overlopen naar de swale (02.03 Regenwater opvangen als drinkwater, BR.11 Regenopvang met voorspoelafsluiter). Bouw na de eerste swale een reeks greppels met verstevigde overlopen, plant de wallen met fruit en noten (13.08) en volg de vochtmeting per bed. Lees het weer om de herfstregens voor te zijn (14.15 Het weer lezen). Met een paar peilbuizen in de buurt maak je samen een grondwaterkaart die ook de putten en latrines van de hele groep een plek geeft (02.11, 14.05).

Controlelijst

• Ik heb mijn grond gevoeld en geschud en weet of het zand, leem of klei is.
• Ik heb de inzijgsnelheid gemeten met twee ringen en weet of mijn grond traag, middel of snel is.
• Ik meet elke week het grondwater in een peilbuis of proefgat en ken de hoogste winterstand en de laagste zomerstand.
• Ik geef water op wat de wortelzone voelt, niet op hoe de bovenkant eruitziet.
• Mijn swales liggen waterpas op de hoogtelijn, hebben een verstevigde overloop en liggen niet boven een huis of muur.
• Mijn kale grond ligt vóór de droogte en vóór de herfstregens onder 5 tot 10 cm mulch, met ruimte rond de stammen.
• Ik bouw, graaf en bewaar niets in een droog dal, uiterwaard of diepe polderlaagte, en ik laat afvoeren van anderen met rust.

Verantwoording

• FAO: Chapter 2, Soil and water (document R4082E): korrelgroottes en grondsoorten, inzijgklassen (onder 15, 15 tot 50, boven 50 mm per uur), beschikbaar water (zand 25 tot 100, leem 100 tot 175, klei 175 tot 250 mm per meter), veldcapaciteit en verwelkingspunt, grondwaterspiegel, opstijging (20 tot 50, 50 tot 80, meer dan 80 cm), verzadiging hooguit 2 tot 5 dagen, leeglopen in uren tot 2 à 3 dagen, glasproef, voelproef en verzadigingsproef.
• FAO: Annex 2, Infiltration rate and infiltration test (document S8684E): ringproef met ring van 30 cm minstens 15 cm diep, buitenring van 60 cm of aarden wal, doek in de ring, 7 tot 10 cm water, aflezen na 1 tot 2 en later 20 tot 30 minuten, berekening in mm per uur, minstens twee proeven; basissnelheden zandleem 20 tot 30, leem 10 tot 20, kleileem 5 tot 10, klei 1 tot 5 mm per uur. Voor zand staat in de tabel "minder dan 30", wat niet past bij de reeks; de tabel in dit hoofdstuk houdt daarom de FAO-klasse "hoog" aan, gemarkeerd.
• USDA NRCS: Estimating Soil Moisture by Feel and Appearance (herzien 8/01, kopie Texas A&M): bemonsteren, bal, lint, vlek op de vingers en kleur per grondsoort en vochtklasse; beschikbaar water in inch per voet (fijn zand 0,6 tot 1,2; zandleem 1,3 tot 1,7; leem 1,5 tot 2,1; klei 1,6 tot 2,4, omgerekend ongeveer 50 tot 200 mm per meter).
• Wikipedia NL: Grondwatertrap: tabel van trap I tot VIII met GHG en GLG in cm onder maaiveld; GHG als gemiddelde van de drie hoogste standen per jaar over minstens acht jaar. Secundaire bron.
• Provincie Utrecht: Toelichting Grondwatertrappenkaart Veengebieden, schaal 1:25.000 (november 2010): GHG als winterstand, GLG als zomerstand; bij trap I en II staat het grondwater in de winter (bijna) aan het maaiveld; bodemdaling in veengebieden.
• De Louw, Oude Essink e.a.: Dunne regenwaterlenzen in zoute kwelgebieden, Landschap 32(1), 2015: zoute kwel in laaggelegen kustgebieden, regenwaterlenzen op zout grondwater.
• University of California Cooperative Extension: Impact of Mulches on Landscape Plants (uittreksel uit Chalker-Scott 2007): één studie met 35 procent minder verdamping onder stro, koelere grond in de zomer, minder erosie en afstroming, grof materiaal beter dan fijn, geen stikstoftekort door houtmulch bovenop.
• Permaculture Association: Using an A Frame: het uitzetten van een hoogtelijn met een A-frame van piket tot piket.

Niet met een primaire bron onderbouwd en daarom gemarkeerd: de inzijgsnelheid van zand, twee tot drie weken verdamping uit een meter leem, opstijgend water als hulp voor wortels, het verband tussen slootpeil en grondwater, de diepte van het grondwater op zandgrond, wat er gebeurt als gemalen stilvallen, het vollopen van droge dalen, wegspoelen van löss, bewerken met de helling mee, de schudproef, de maten en het ijken van peilbuis en A-frame, de maten van een swale en waar je hem niet graaft, de hoogte van polderbedden, mulchdikte, de vrije ruimte rond stammen en de brandbaarheid van stro, water geven op de helft van het vocht, de planning op winter- en zomerstand en de vervangers voor ringen en peilbuis. Getoetst door: nog niet.