Herstel van de grondwaterstand: patronen wereldwijd

Kunnen grondwatersystemen bestand zijn tegen droogtes?

Een paar dagen regen verandert niets aan lage grondwaterstanden. Om beter te bepalen hoe grondwatersystemen herstellen na een periode van droogte en welke grondwaterreservoirs het meest kwetsbaar zijn, ontwikkelde hydroloog Sandra Hauswirth een methode om grondwatersystemen te classificeren op basis van hun reactie op droogteperiodes. Dankzij een wereldwijd grondwatermodel van een zeer hoge resolutie (1 kilometer) kon ze die reactie in kaart brengen en zien hoe snel een grondwatersysteem zich kan herstellen. Door haar onderzoek kunnen beleidsmakers in de toekomst beter reageren op dergelijke situaties of ze zelfs voorkomen.

Hauswirth onderzocht hoe het kan dat het grondwater zich na een periode van droogte al dan niet herstelt. Dat deed ze door te kijken naar diverse periodes van een tekort aan grondwater, over de hele wereld. Bij zulke tekorten speelt het klimaat een grote rol, maar op lokaal niveau spelen geologie en het landoppervlak een belangrijke rol. Aan de hand van deze verschillende factoren kon ze een classificatie maken in grondwatersystemen. Het bleek dat veerkrachtige gebieden, die het merendeel van de locaties (57%) beslaan, zich snel herstellen na een periode van droogte. Kwetsbare (15%) en stabiele locaties worden gekenmerkt door een sterke menselijke invloed of hoge klimaatvariabiliteit. Instabiele gebieden (26%) lijden onder frequente, opeenvolgende periodes van droogte, met een verminderd herstelvermogen tot gevolg.

  • De gemiddelde snelheid waarmee grondwater zich herstelt.
De gemiddelde snelheid waarmee grondwater zich herstelt. Klik op de afbeelding voor een vergroting en voor een meer uitgebreid bijschrift.

Regio’s die het meeste risico lopen

Met haar onderzoek leverde Hauswirth het eerste wereldwijde overzicht van het herstel van grondwatertekort. Daarvoor maakte ze gebruik van hogeresolutiesimulaties van een wereldwijd grondwatermodel dat is ontwikkeld door de Universiteit Utrecht. Haar onderzoek laat ook zien hoe belangrijk het is om te kijken naar zowel regionale klimatologische, geofysische en antropogene (door de mens bepaalde) aspecten in de praktijk van het grondwaterbeheer. Dat maakt het eenvoudiger om de gebieden aan te wijzen waar kritieke grenzen overschreden dreigen te worden. Bovendien helpt het bij het ontwikkelen van gerichte strategieën om de veerkracht van grondwatersystemen te vergroten. In regio's en landen die al bekend staan om hun overmatige grondwatergebruik, bijvoorbeeld voor irrigatiedoeleinden, en om afnemende hoeveelheden grondwater (zoals Californië, Spanje, India of het Chinees Laagland), verloopt het grondwaterherstel vaak via een ingewikkeld patroon. Dat herstel is veelal ook nog eens kwetsbaar en instabiel door grondwaterontrekkingen, in vergelijking met meer natuurlijke gebieden.

Veranderingen in de loop van de tijd

Bij dit onderzoek is voornamelijk gekeken naar ruimtelijke patronen van grondwaterherstel. Vervolgonderzoek door Hauswirth en haar collega's zal meer duidelijkheid moeten geven over veranderingen van herstelprocessen in de loop van de tijd, niet alleen in het verleden maar ook in de toekomst, onder een veranderend klimaat.

  • Grondwatersystemen ingedeeld op basis van hun hersteldynamiek.
Grondwatersystemen ingedeeld op basis van hun hersteldynamiek. Klik op de afbeelding voor een vergroting en voor een meer uitgebreid bijschrift.

Artikel

S.M. Hauswirth, B. van Jaarsveld, S.A.B. Salwey and N. Wanders, ‘Patterns and drivers of global groundwater drought recovery’, Environmental Research Water, https://doi.org/10.1088/3033-4942/aea63d