Maarten Kuiper en Cedrick Gijsbertsen (Wareco ingenieurs)

Grondwater in duinen is erg waardevol voor de specifieke duinnatuur, en voor de bereiding van ons drinkwater. Soms kan dit grondwater ook tot last zijn, voor bebouwing of bouwwerkzaamheden bijvoorbeeld. Een hoge grondwaterstand kan bijvoorbeeld leiden tot vochtige kelders en woningen. Dit artikel gaat over grondwater in duinsystemen in relatie tot bebouwing in dorpen en steden.

Auteurs zijn geohydrologen bij Wareco Ingenieurs. Dit artikel is het tweede in een korte serie de waterhuishouding van de duinen op deze site. Het eerste gaat over grondwater in de binnenduinrand, het derde over grondwater op en naast de strandwallen (red.).

Grondwater in duinen: de natuurlijke situatie

De duinen zijn ontstaan door een samenspel van de wind en de zee, die zand aanvoeren. De bodem bestaat er uit zand, vaak tot op grote diepte. Het zandlichaam vormt een groot grondwaterreservoir, want alle neerslag kan de zandige bodem in zakken. Het regenwater bereikt via een zone droge grond (de zgn. onverzadigde zone) het grondwater, dat zich enkele meters onder het oppervlak bevindt.

De grondwaterstand fluctueert in de tijd; het niveau gaat jaarlijks op en neer met ongeveer een meter. Het is letterlijk zo veranderlijk als het weer: de grondwaterstand fluctueert mee met de afwisselend natte en droge seizoenen. De grondwaterstand is het hoogst na de winter, waarna hij vanaf ongeveer maart weer daalt totdat het grondwater aan het eind van de zomer de laagste waarde heeft bereikt.

Het grondwater stijgt onder invloed van neerslagperiodes, maar niet meteen. Dat duurt een paar weken tot zelfs maanden, doordat het regenwater eerst door de droge grond moet wegzakken en pas dan het grondwater aanvult. Als het regenwater eenmaal het grondwater heeft bereikt, stijgt de grondwaterstand heel geleidelijk. Hooguit een paar centimeter per week. Dat komt door dat de zandige bodem veel holle ruimte heeft: veel berging dus.

Grondwatersystemen in de duinen

Onder natuurlijke omstandigheden stroomt het grondwater weer weg via de bodem, richting het lager gelegen binnenland en naar zee. Doordat er in de duinen geen drainage en watergangen zijn aangelegd, is de grondwaterstand in de duinen meters hoger dan in de lagergelegen polders en dan de zeespiegel. Het meeste grondwater zakt uiteindelijk naar diepere bodemlagen en stroomt traag door de ruimtes tussen de zandkorrels naar de lagergelegen gebieden. Het kan meerdere jaren of zelfs decennia duren voordat een waterdruppel via het grondwater de zee of de polders bereikt!

Het zoete grondwater kan in de duinen een grote diepte bereiken, soms ruim 100 m diep zoals in de Amsterdamse drinkwaterduinen en Scheveningse duinen (soms ook slechts enkele meters in bijvoorbeeld Den Helder). Daardoor zich ontwikkelt zich onder de duinen een zoetwaterbel. Daaronder ‘weggedrukt’ bevindt zich zout water, een overblijfsel van historische overstromingen. Ook stroomt zout zeewater, heel langzaam, onder de duinen door richting de polders. Het zoete water is iets lichter dan het zoute water. Daardoor drijft de zoetwaterbel op het zoute grondwater. Infiltrerend regenwater en de zoetwaterbel houden zo het binnendringen van zout zeewater in de polders enigszins tegen. 

Redenen van verhoging grondwaterstand in Noordwijk. Bron Wareco

 Overlast in duindorpen door grondwater

In de duinen liggen duindorpen, vaak oude vissersdorpen zoals Egmond aan Zee en Noordwijk aan Zee. Kenmerkend voor veel duindorpen is dat ze in laagtes in duinen zijn gevestigd, om te kunnen schuilen tegen de westerstormen. Ook in deze laagtes bevindt het grondwater zich nog altijd meer dan 2 meter onder maaiveld. Grondwater in de duinen zorgt daarom zelden voor grondwateroverlast in kelders of kruipruimtes van woningen.

Toch komt grondwateroverlast in duindorpen tegenwoordig steeds vaker voor. Dat komt overwegend doordat er steeds meer neerslag valt (klimaatverandering). Vooral langs de westkust is de laatste jaren de neerslag opvallend veel hoger dan gemiddelde normaalwaarden van het KNMI. Omdat in de duinen het grondwater heel langzaam via de bodem wegstroomt, zorgt meer neerslag voor hogere grondwaterstanden. Het water wordt nauwelijks afgevoerd. Klimaatverandering zorgt ook voor stijging van de zeespiegel. Hoewel dit effect langzamer lijkt op te treden dan de toename in neerslag, zijn de uiteindelijke effecten op het grondwater in de duinen groot (tot decimeters, zo blijkt uit verschillende geohydrologische modelberekeningen).

Ook ingrepen door bewoners, bedrijven en overheden kunnen tot hogere grondwaterstanden in de duinen leiden. Denk daarbij bijvoorbeeld aan de vermindering van grondwaterwinning door drinkwatermaatschappijen. Dit was bijvoorbeeld het geval in de jaren rond 2000 in Kennemerland. Recentere voorbeelden van ingrepen langs de westkust die hebben bijgedragen aan hogere grondwaterstanden zijn hieronder opgesomd (niet uitputtend):

• Het versterken van de kustlijn door het verbreden van het strand via zandsuppleties, zoals ondermeer in Kijkduin, Scheveningen, Katwijk en Petten. Daardoor moet het grondwater een grotere afstand afleggen tot de zee, waardoor de grondwaterstand stijgt. Vooroeversuppleties hebben overigens weinig invloed op de grondwaterstand, omdat de kustlijn daarbij niet wordt verplaatst.
• Het verbreden van duinen door op het droge deel van het strand zandsuppletie toe te passen. Dit zorgt voor een tijdelijke grondwaterstandverhoging, omdat bij de suppletie vaak veel zeewater wordt gebruikt dat vervolgens weg moet stromen. Ook het gewicht van het zand zorgt voor extra waterdruk.
• Het versterken van de kustlijn door een dijklichaam in de duinen aan te brengen, zoals in Noordwijk aan Zee. Dit kan ervoor zorgen dat het grondwater dat naar zee stroomt tegen de constructie ‘botst’. Grondwater kan dan minder goed wegstromen, waardoor opstuwing ontstaat en dus hogere grondwaterstanden.
• In duindorpen worden steeds meer ondergrondse constructies gebouwd, zoals diepe parkeerkelders met damwanden. Ook die belemmeren het afstromen van het grondwater richting zee en polders, waardoor de grondwaterstand stijgt.
• In duindorpen stromen bij hevige regenval grote hoeveelheden water naar de lage delen, waar vaak de oude dorpskern ligt. Het riool kan al dit water niet altijd verwerken, waardoor water op straat kan komen te staan en zelfs panden in kan gaan stromen. Dit gebeurde rond 2006 in Egmond aan Zee, waar inmiddels maatregelen zijn getroffen. Mede daarom wordt het regenwater steeds vaker afgekoppeld van het riool. Dat wil zeggen dat het (schone) regenwater niet meer via het riool naar de rioolwaterzuivering gaat, maar direct in de bodem wordt gebracht. Dat heet infiltreren. Het lost veel problemen op, maar kan ook tot hogere grondwaterstanden leiden.
• Het terugdringen van naaldbossen om de duinen te vernatten ten behoeve van natuurontwikkeling. In tegenstelling tot loofbomen (deze verliezen hun blaadjes) verdampen naaldbomen het gehele jaar door. Zo zorgen deze bomen voor lagere grondwaterstanden, waar de natuur niet bij gebaat is. Meestal worden naaldbossen beetje bij beetje gerooid, waardoor de grondwaterstand geleidelijk stijgt. Echter, als een geheel bos eenmaal is gerooid, kan de grondwaterstand uiteindelijk wel een meter hoger worden!
• Het stopzetten van grondwateronttrekkingen langs de duinen voor land- en tuinbouw en industrie. Door zulke onttrekkingen stroomt grondwater uit de duinen versneld weg richting de polders, wat overigens ook een aanslag is op de zoete grondwatervoorraad. Stopzetten leidt tot hogere grondwaterstanden. Een voorbeeld van een extreem grote onttrekking die geleidelijk stopgezet zal worden, is de onttrekking door DSM-Gist in Delft. Deze onttrekking beïnvloed de grondwaterstroming in bijna geheel Zuid-Holland, zelfs tot de duinen.

Meestal ontstaat grondwateroverlast niet door één ontwikkeling. Dat komt doordat het maanden tot jaren kan duren voordat één ingreep doorwerkt in het grondwatersysteem. De grondwaterstand stijgt dan heel geleidelijk, van jaar op jaar, vaak slechts met centimeters tot hooguit enkele decimeters. Zo’n kleine stijging leidt niet tot overlast, omdat het grondwater zich vaak diep onder het oppervlak bevindt. Grondwateroverlast ontstaat meestal door een combinatie van factoren, zo blijkt uit recente grondwateronderzoeken zoals in Noordwijk aan Zee. Gaande meerdere jaren kunnen bijvoorbeeld het bouwen van kelders, het afkoppelen van straten van het riool, het verbreden van het strand en enkele natte jaren beetje bij beetje zorgen voor een hoge grondwaterstand. Vervolgens leidt een laatste kleine stijging tot grondwateroverlast, vaak vooral in de lagergelegen oude dorpskernen.

De meeste grondwateroverlast in de duinen doet zich voor in de vorm van lekkende kelders. Soms zijn kelders bij de bouw niet waterdicht uitgevoerd, omdat het er altijd droog was. Soms raken kelders lek, omdat ze de tand destijds niet goed hebben doorstaan. Als zich door hoge grondwaterstanden waterdruk opbouwt tegen een oude kelderwand in slechte staat, kan grondwater de kelder binnendringen en zo tot wateroverlast leiden.

Droogte in de duinen

Er zijn ook ontwikkelingen die juist zorgen voor lagere grondwaterstanden. Lagere grondwaterstanden in de (binnen)duinen hebben nadelige gevolgen voor onder meer de natuur en de (zoet)watervoorraad. Als er duinveen en Hollandveen in de bodem zit, kan ook het maaiveld in de duinen dalen.

Eén van de oorzaken van lagere grondwaterstanden in de duinen is ook weer klimaatverandering, maar nu in de zin van lange periodes van droogte in de zomer. De verwachting is die langer zullen worden en dat de verdamping daardoor toeneemt. De grondwaterstand zakt hierdoor in de zomer extra uit. Dit blijkt al uit meetreeksen: de fluctuatie van de grondwaterstand is in de afgelopen jaren opvallend groter dan voorheen.

Maar ook de eerder genoemde onttrekkingen (industrieel, door agrariërs, etc.) en polderbemaling leiden tot een lagere grondwaterstand in de duinen. De bodem in polders bestaat overwegend uit klei en veen. Deze bodemlagen worden dunner als ze worden ontwaterd, ze gaan zetten. Daardoor zakt het maaiveld. Om het polderland droog te houden, zakt het waterpeil van oudsher mee. Daardoor komen de polderpeilen én het maaiveld steeds lager te liggen. De diepe polders in West-Nederland zijn tegenwoordig zoveel gezakt, dat ze grondwater uit de wijde omgeving aantrekken, tot meerdere kilometers rondom een polder. In veel gevallen worden ook duingebieden beïnvloed, waardoor het grondwater uit de duinen versneld wegstroomt richting polders en de zoetwaterbel richting de polder wordt getrokken (zoals in de Amsterdamse Drinkwaterduinen het geval is).

Lokale geohydrologie Santpoor-Noord

Lokale geohydrologie Heemstede

Lokale geohydrologie Bloemendaal

Grondwatermodel Haarlem