Bijna 20 procent van de stroomgebieden waar grondwater wordt gewonnen, kampt met te lage afvoeren van rivieren en beken om hun zoetwaterecosysteem gezond te houden. In 2050 zal dit naar verwachting gelden voor meer dan de helft van deze stroomgebieden. Dat concluderen onderzoekers van Deltares, Universiteit Utrecht en twee buitenlandse universiteiten in het tijdschrift Nature.
De vraag naar zoet water is de afgelopen vijftig jaar enorm toegenomen, vanwege de sterke bevolkingsgroei en economische ontwikkeling. Het water is vooral nodig voor de irrigatie van voedselgewassen. Ongeveer de helft van dat water wordt opgepompt uit grondwater. In veel droge gebieden wordt hierdoor meer grondwater opgepompt dan er via neerslag wordt aangevuld. Dit leidt wereldwijd tot dalende grondwaterstanden.
Bedreiging voor het onderwaterleven
Een belangrijk gevolg van deze grondwaterstandsdaling is een lagere afvoer van beken en rivieren, zo stellen de onderzoekers van Deltares, Universiteit Utrecht en de universiteiten van Freiburg (Duitsland) en Victoria (Canada) vast. Dat is vooral problematisch tijdens het droge seizoen, wanneer de afvoer bijna volledig afhankelijk is van de toestroom van grondwater. De grondwateronttrekking vormt daarom een grote bedreiging voor de zoetwaterecosystemen die deze beken en rivieren herbergen. Het waterniveau wordt te laag en de watertemperatuur te hoog voor organismen die onder water leven, zoals vissen, plankton en waterplanten.
Nieuw hydrologisch model
Om te bepalen in welke mate zoetwaterecosystemen door grondwaterwinning zijn aangetast, maken de onderzoekers gebruik van een nieuw hydrologisch model dat de wereldwijde stroming van grondwater en de interactie daarvan met oppervlaktewater beschrijft. Met dit model konden zij over de hele wereld de stroming berekenen van grondwater naar het netwerk van beken en rivieren tijdens perioden met lage afvoeren. Rond het jaar 2010 was de daling van de grondwaterafvoer in 17 tot 21 procent van de stroomgebieden met grondwaterwinningen bedreigend voor het zoetwaterecosysteem. Rond 2050 zal dit naar verwachting gelden voor 42 tot 79 procent van deze gebieden, concluderen de onderzoekers.
Tikkende tijdbom
Marc Bierkens, onderzoeker bij Deltares en hoogleraar hydrologie aan de Universiteit Utrecht, vindt de resultaten van het onderzoek alarmerend: “Opvallend aan onze resultaten is dat er maar een geringe daling van de grondwaterstand nodig is om groot effect te hebben op de grondwaterafvoer naar een beek of rivier. Dat laat zien dat zoetwaterecosystemen extreem gevoelig zijn voor grondwaterstandsdaling.” Het onderzoek laat ook zien dat het starten van grondwaterwinning vaak pas na tientallen jaren merkbaar is in de grondwaterafvoer naar een rivier. “Je kunt dus oprecht spreken van een tikkende tijdbom, waarbij de effecten van grondwaterwinning pas jaren later merkbaar worden,” aldus Bierkens.
Conservatieve schatting
Bij hun toekomstprojecties hebben de onderzoekers alleen het effect van klimaatverandering meegenomen en verondersteld dat het aantal en de intensiteit van grondwaterwinningen gelijk blijven aan die van de laatste tien jaar. Het is echter veel waarschijnlijker dat winningen toenemen door bevolkingsgroei en economische ontwikkeling. De onderzoekers denken dan ook dat hun schattingen van de toekomstige effecten van grondwaterwinningen op zoetwaterecosystemen nog aan de conservatieve kant zijn.
Publicatie Nature: Environmental flow limits to global groundwater pumping
Auteurs: Inge de Graaf, Tom Gleeson, Rens van Beek, Edwin Sutanudjaja, Marc Bierkens
