Bodemverdichting, gegevens en onderzoek

Kwantificering van de gevolgen van bodemverdichting op het watertransport door een bodem

De gevolgen van bodemverdichting op het watertransport door een bodem zijn verkend. Een bodemfysische databank is gecreëerd door naast historische metingen nieuwe metingen te verzamelen op verdichte percelen. Dat is gebeurd door op 26 percelen op 2 plekken op 3 dieptes ongestoorde monsters te nemen en de fysische eigenschappen van de bodem te bepalen. Op 6 percelen zijn continue hydrologische metingen verricht van bodemvocht op drie dieptes en grondwaterstanden. De laatste metingen zijn gebruikt om te toetsen of het model SWAP met de gemeten fysische eigenschappen in staat is het watertransport in het perceel te beschrijven. Met SWAP zijn voor 5 Vlaamse stroomgebiedjes de effecten van bodemverdichting verkend voor klimaatscenario’s door de verdichte en niet-verdichte toestand te vergelijken. De met de pedotransferfuncties en nieuwe data berekende effecten van verdere verdichting op de waterhuishouding blijken globaal gezien beperkt te zijn. Dit neemt niet weg dat de lokale effecten mogelijks aanzienlijk kunnen zijn, gelet op de grote variatie in bodemverdichting die binnen de percelen werd opgemeten. De verschillen tussen de verdichte en niet-verdichte situatie in stroomgebieden zijn beperkt. Klimaatscenario’s leiden op verdichte bodems tot meer oppervlakkige afstroming en meer droogtegevoeligheid.

top

Gevoeligheids- en risicokaarten voor bodemverdichting

De gevoeligheidskaarten voor bodemverdichting zijn het resultaat van de studie ‘Bodemverdichting in Vlaanderen en afbakening van risicogebieden voor bodemverdichting’. Het eerste deel van het onderzoek bestond uit een litteratuurstudie met betrekking tot de definitie, processen, factoren en gevolgen van bodemverdichting, en het meten, het voorkomen en remediëren, en het modelleren van bodemverdichting. In een tweede deel werd een Vlaanderen dekkende gevoeligheidskaart en risicokaart ontwikkeld.

Gevoeligheidskaarten bodemverdichting

Belangrijk bij de ontwikkeling van de kaarten is het begrip ‘precompressiestress’ als maat voor de structurele sterkte van een bodem en als indicator voor de gevoeligheid van een bodem voor verdichting. Zolang de verticale spanningen in de bodem, resulterend uit de op de bodem uitgeoefende mechanische drukken, deze waarde niet overschrijden, reageert de bodem elastisch. Een overschrijding van de precompressiestresswaarde impliceert echter een plastische en dus blijvende vervorming of bodemcompactie. De precompressiestresswaarde van een bodem is afhankelijk van de bodemvochttoestand of matrixpotentiaal (pF).
De precompressiestresswaarde werd geschat d.m.v. pedotransferfuncties. De berekeningen resulteerden in twee gevoeligheidskaarten voor bodemverdichting in Vlaanderen, nl. voor pF-waarden 1,8 en 2,5. Daarnaast werd ook een hybride gevoeligheidskaart berekend, waarbij aan een bodemkaarteenheid de structurele sterkte (precompressiestresswaarde) werd toegewezen van die pF (1,8 of 2,5) die het dichtst bij de reële vochtigheidstoestand in het voorjaar (berekende pF) ligt.

top

Hybridegevoeligheidskaart

Hybridegevoeligheidskaart

Risicokaarten bodemverdichting

Een inschatting van het risico vergt de kennis van het bodemgebruik, meer bepaald de belasting van de bodem door het gebruik van landbouwmachines. Het risico op bodemverdichting is dan de waarschijnlijkheid (relatief/absoluut) dat een gevoeligheidsscore die kritisch is voor een gespecificeerd bodemvochtgehalte wordt overschreden bij een specifieke belasting.

In deze studie werd de grensbelasting berekend voor twee scenario’s, telkens bij twee vochttoestanden (pF = 1,8 en pF = 2,5). Het eerste scenario betreft een typische tractorband (480/80R42); het tweede scenario betreft een typische band van een oogstmachine (800/65R32). Deze risicokaarten vormen tevens het uitgangsmateriaal voor een hybride risicokaart. Als voorbeeld tonen we hier de risicokaart voor de oogstmachineband bij pF 1,8. Hieruit blijkt dat op 59% (naar oppervlakte) van de bodemkaarteenheden het gebruik van deze band, zelfs bij de laagste door de fabrikant aangegeven wiellast, tot overschrijding van de structurele sterkte leidt en aldus bijdraagt tot verdichting onder de bouwvoor.

Risicokaart voor bodemverdichting

top

Er werd een veldvalidatie uitgevoerd, en de kaarten werden getoetst in kenniscirkels. De veldvalidatie toonde aan dat de precompressiedrukwaarde gemeten op stalen van een representatieve set van bodems meestal hoger waren dan de precompressiedrukwaarde zoals voorspeld door de gevoeligheidskaarten. De geschatte precompressiedrukwaarden zijn immers gebaseerd op historische data uit Aardewerk, verzameld tussen 1947 en 1971. Sindsdien zijn landbouwmachines steeds groter en zwaarder geworden.

De gevoeligheidskaarten kunnen dus als geldig beschouwd worden voor bodems die nog geen of weinig compactie hebben ondergaan. Het zijn m.a.w. historische gevoeligheidskaarten die een basis kunnen vormen voor het afbakenen van risicogebieden, wetende dat op een aanzienlijk aantal percelen binnen deze gebieden compactie inmiddels is opgetreden waardoor het risico op verdere compactie is afgenomen maar schade t.g.v. de opgetreden compactie reeds aan de orde is. Aangezien volumegewicht de belangrijkste predictor is in de gebruikte pedotransferfuncties voor de precompressiedrukwaarde, lijkt de kennis van het actuele volumegewicht een belangrijke sleutel te zijn om gevoeligheids- en risicokaarten te maken die beter rekening houden met de compactie die reeds is opgetreden.

top

Contacteer ons
Dienst Land en bodembescherming