De Tijdspiegel. Jaargang 69

[p. 113]

Neerslagwater in den aardbodem.
Prof. J.A. van der Kloes.

VOOR eenigen tijd had ik het voorrecht een paar weken met mijn familie bij Thun in Zwitserland door te brengen.

Kort na mijn terugkomst in het vaderland maakte ik kennis met een geleerde en natuurkenner van Zwitsersche afkomst, een aartswandelaar als ik, doch een van hoogere orde, die der alpinisten, die kort vóór mij ook te Thun geweest was. Wij spraken over onze wandeltochten en over al het schoons en goeds, dat Zwitserland oplevert; wij vergaten ook de dranken niet, den kostelijken wijn, het heerlijke bier en het voortreffelijke water.

In de omgeving van Thun kan men zijn wandeltochten niet zoo ver en zoo hoog uittrekken of men vindt er waterstralen, die zelfs in den droogsten der droge zomers, dien wij beleefd hebben, niet ophouden te loopen. Overal stuit men op gemetselde bakken, waarin bronnen zijn ingesloten en waaruit het water door pijpleidingen gebracht wordt waar het noodig is. Meest zijn die bakken dicht, doch op een zeer groote hoogte trof ik er een open aan, die altijd door overliep. Elke boerderij in het gebergte heeft haar waterstraal; langs de wegen in de dorpen en daarbuiten vindt men talrijke uitloopen boven troggen voor het drenken van mensch en dier.

‘Dat is de macht van het kleine’ zei mijn nieuwe kennis, ‘de neerslag van water in de holten en poriën van den bodem is zoo sterk, dat de verdamping dezen niet te niet kan doen.’

‘Een waar woord’ zei ik, ‘is 't niet vreemd, dat er tal van knappe menschen, geleerden, vakmannen zijn, die dit maar niet schijnen te kunnen vatten?’

‘Wa-a-a-t? Hoe is dat mogelijk?’

Het zij mij vergund dit onderwerp hier een weinig uit te werken.

Onze dampkring wordt niet begrensd door het aardoppervlak; hij zet zich tot op groote diepte daaronder voort. Elke

[p. 114]

ruimte in de aardkorst, die niet ingenomen wordt door vaste stof, water of andere vloeistoffen of gassen, is met lucht gevuld. Zelfs de meest dichte gesteenten zijn niet volkomen luchtvrij. De voorraad lucht in de gesteenten neemt toe, naarmate zij poreuzer zijn of uit meer losse stukken bestaan.

Beneden het aardoppervlak is de dampkring aan dezelfde natuurwetten onderworpen als daarboven. Met name neemt ook in den grond zijn waterdampgehalte toe, als de temperatuur stijgt, en wordt vloeibaar water neergeslagen, zoodra zij daalt.

In de vrije atmosfeer boven den grond valt de waarneming dezer feiten binnen ieders bereik. Niemand verbaast zich erover dat het gaat regenen als, tengevolge van plaatselijke afkoeling, het vermogen der dampkringslucht om water te bevatten vermindert, m.a.w. als de waterdamp in de lucht zijn dauwpunt bereikt. Niet moeielijk ook, hoewel minder voor de hand liggend is de verklaring van den oorsprong van den dauw. Daartoe moeten wij in aanmerking nemen, dat de dampkring door het aardoppervlak wel in tweeën gedeeld, doch niet vaneengescheiden wordt. Beiden deelen blijven voortdurend met elkaar in gemeenschap en de lucht is zeer bewegelijk. Aanhoudend heeft uitwisseling van warmere en koudere lucht plaats en die uitwisseling is te levendiger, naarmate het verschil in temperatuur boven en onder den aardbodem grooter wordt.

Als wij in ons vochtig Hollandsch klimaat 's avonds buiten zitten, dan bemerken wij maar al te goed den invloed van het dalen der temperatuur op het watergehalte der lucht. Nauwelijks is de zon ondergegaan of wij zien water neerslaan op stoelen, tafels, leuningen, op onze kleeren; het wordt merkbaar kil.

Langer dan de dampkring houdt de bodem de warmte vast en, als de dampkring eenige graden is afgekoeld, begint het uitwisselen van lucht tusschen beide. De bodem geeft warme lucht aan den dampkring af en krijgt daar koudere voor terug. Uit de opstijgende warme lucht slaat vloeibaar water neer op den grond, op de planten en de andere voorwerpen, die zich in de onmiddellijke nabijheid bevinden; dit is de dauw. Dauw is dus niet zoozeer het gevolg van warmte-uitstraling als wel van uitstrooming en opstijging van warme, waterdamprijke lucht.

[p. 115]

Dit alles zien wij gebeuren. In de voor ons onzichtbare ondergrondsche atmosfeer zijn de voorwaarden voor het ontstaan van water veel gunstiger. De lucht kan er door haar geringere bewegelijkheid meer water opnemen. Min of meer onttrokken aan den invloed van wind en zon, is vloeibaar water er minder aan verdampen onderhevig. De zonnestralen dringen niet diep in den bodem door; op een paar meter beneden de oppervlakte is de gemiddelde temperatuur der lucht nauwelijks half zoo hoog als die der buitenlucht. Het gevolg is een overschot van water dat, aan de zwaartekracht gehoorzamende, omlaag zakt en uitwegen vindt ter plaatse waar de tegenstand het geringst is. De plaats van het wegzinkende water wordt door lucht ingenomen, die weer nieuw water afgeeft. Zoo gaat het altijd door. Zoo en zoo alleen is de overvloed van water te verklaren, die men in bergachtig terrein tot op groote hoogten uit den bodem ziet ontspringen.

De hoeveelheid, waarin de onderaardsche dauw ontstaat, is te grooter naar gelang de boden poreuzer is of meer holten bevat. In een kleibodem is hij niet waar te nemen.

In den omtrek van Thun is de Nagelfluhe (spijkerrots) het heerschende gesteente. Het is een aaneenbaksel van graniet- en granietachtige balsteenen met een poreuze zandsteenachtige massa van geringe vastheid. In de gelijkenis van de half ontbloote balsteenen met groote spijkerkoppen schijnt de oorsprong van den naam gezocht te moeten worden. Hier en daar krijgt de poreuze zandsteen de overhand, 't zij in afzonderlijke lagen, 't zij, zooals in de Kohlerenschlucht, in geheele rotswanden. In zulk gesteente zijn de gegevens voor het ontstaan van bodemwater bij uitstek gunstig.

In grooten overvloed trof ik het vroeger aan op den een kalksteen- of dolomietachtig aanzien vertoonenden Frohnalp in de buurt van Glarus.

Eenige jaren geleden waren wij te Friedensthal bij Pyrmont. Daar werd mijn oog telkens geboeid door het silhouet van een gehucht op een berg in de verte; 't was een wandeling van uren, voor 't gros der gasten veel te ver. Op een goeden dag trok ik erheen en vond tot mijn groote verbazing boven op den berg een moerassig poeltje, waarin eenden lustig plasten. De samenstelling van den bodem aldaar is mij niet bekend.

Een scherpe tegenstelling met zulke waterrijke bergstreken

[p. 116]

vormt Thüringen. Daar zijn de beken 's zomers meest zoo goed als droog. De oorzaak daarvan moet in den hoogen graad van dichtheid van het gesteente gelegen zijn. In den omtrek van Eisenach is dit zgn. Rotliegendes.

In bijzonder gunstige omstandigheden voor het doen ontstaan van water verkeert de aardbodem in onze duinen. Op elkaar gepakt duinzand bevat 25 pCt. holten. Vochtig zand is een goede warmtegeleider en de groote uitgestrektheid van het gezamenlijk oppervlak der zandkorrels biedt een uitermate gunstige gelegenheid aan tot het neerslaan van vocht uit lucht, die warmer is dan het zand. Een bijzonder gunstige omstandigheid is nog de hooge graad van vochtigheid der zeelucht. De neerslag ter plaatse zelf is dan ook de hoofdoorzaak, zoo niet de eenige oorzaak van het voorhanden zijn van water tot in de toppen van duinen en bergen

De binnenwaartsche stroomingen zijn bij de duinbewoners welbekend. In dezen bij uítstek drogen zomer verwonderde een kennis van mij, die te Bergen in Noord-Holland vertoefde, zich over den gunstigen toestand van het gras op de geestgronden langs den duinvoet. Een boer uit de streek, daarnaar gevraagd, antwoordde: ‘De duinen geven zooveel af.’

Dat grondwater in 't algemeen ook aan andere oorzaken zijn bestaan te danken kan hebben, wie zal het ontkennen? Al naar gelang van de plaatselijke gesteldheid kan het grondwater zijn:

Zakwater, afkomstig van ongeveer terzelfder plaatse op het oppervlak gevallen regen of sneeuw, al of niet verontreinigd met daarop uitgestort huis-, schrob-, spoel-, wasch- en bevloeiingswater enz.;

Kwelwater uit rivieren, vaarten, boezemwateren enz., onder dijken en kaden heen opgeperst;

Welwater in de gedaante van wateraderen en onderaardsche stroomen van elders aangewend of

Opstijgend water, ook wel Artesisch water genoemd, dat onder meer of minder hoogen druk verkeert en opgeperst wordt, soms tot ver boven het aardoppervlak, als men de waterdichte lagen, die het tegenhouden, doorboort.

Van deze vier watersoorten komen hier alleen de eerste en de laatste voor een nadere beschouwing in aanmerking; doch als wij de omstandigheden in aanmerking nemen, moeten wij wel tot het besluit komen dat geen van beide van noemenswaar-

[p. 117]

digen invloed kan zijn op den waterstand en den watervoorraad binnen bergen en heuvelen.

Op de bergen in de omgeving van Thun was in dezen zomer alles even droog en dor als in ons land. De landerijen snakten naar regen; in de bosschen waren tallooze boomen verdroogd en bruin. Toch vloeiden de bronnen onverdroten voort.

De Frohnalp bij Glarus is een berg van ongeveer 2200 M. hoogte; zijn top is een steile kale kalkrots, waar het regenwater afloopt voordat het tijd heeft gehad er in te trekken, doch regen of geen regen, een paar honderd meter lager vloeít het bronwater in onafgebroken stroomen.

En wat het artesische water betreft, is het toch niet denkbaar dat dit water tot honderden meters in de bergen zou kunnen opstijgen, zonder in de omliggende dalen aan den dag te komen!

Gaan wij nu den werkelijken toestand in de duinen na. Zelfs op de toppen der duinen, tientallen meters boven den waterspiegel in het aangrenzend binnenland, is de bodem over het algemeen slechts tot een zeer geringe diepte volkomen droog. Op een paar decimeters diepte wordt de droogte reeds twijfelachtig; iets dieper is het zand nat. De eigenlijke waterspiegel in de duinen, die veel lager ligt, vormt geen plat vlak, maar volgt min of meer de golvingen van het bodemoppervlak. Op vele punten bereikt hij een zoodanige hoogte, dat andere het laagst gelegen plekken een aanzienlijken waterdruk ondervinden, die aanleiding geeft tot het ontstaan van meer of minder krachtige grondwaterstroomen en beken, eenerzijds naar het aangrenzende binnenland, de zgn. geestgronden, anderszijds naar de zee heen, stroomingen, die weinig of geen blijk geven van met den regenval in betrekking te staan.

Door de geestgronden bij Vogelenzang stroomt een beek, die dagelijks 10000 M³. water afvoert. Zij maakte vooorheen deel uit van den watervang der Amsterdamsche duinwaterleiding. In vervolg van tijd ontstond echter de overtuiging dat de beek verontreinigd ‘boerenwater’ bevat en werd zij door een zinker onder door het aanvoerkanaal van het duinwater afgeleid. Daardoor werd de dagproductie der Amsterdamsche waterleiding, die toentertijd 25000 M³. bedroeg, tot 15000 M³. verminderd. Waarom men het water niet aan zijn oorsprong, d.i. voordat het gelegenheid had om verontreinigd te worden, in een pijpleiding heeft opgevangen, is mij een raadsel gebleven.

[p. 118]

Aan de strandzijde kunnen de bedoelde grondwaterstroomen op eigenaardige wijze aan den dag komen in aldaar voorhanden welputten en in het zgn. drijf-, loop- of duikelzand.

Wordt in den strandbodem een welput gezonken, dan zal die uit den uit het duin vloeienden waterstroom worden gevoed en dienovereenkomstig zoet water opleveren.

In het bestek van een geniewerk in de duinen tusschen Scheveningen en Wassenaar was indertijd gebruik van zoetwater voor de mortelbereiding voorgeschreven. De gegadigden voor het werk, in de meening verkeerende dat zij dit water over grooten afstand zouden moeten aanvoeren, schreven allen op een na zeer hoog in; alleen deze eene was bekend met het zoo even vermelde feit en werd dienovereenkomstig aannemer van het werk.

De door hem gemaakte welput in het strand heeft langen tijd als voorwerp van waarneming voor de directie der Haagsche waterleiding gediend. Eenmaal kreeg hij tijdens een buitengewoon hoogen vloed zeewater binnen. Men liet hem aan zijn lot over, maar bleef waarnemen en ziet, langzamerhand werd het water weer zoet, doordien de waterstroom uit het duin de zoutoplossing hoe langer hoe meer verdunde totdat ten slotte elk spoor van bestanddeelen van het zeewater eruit was verdwenen. De put werd door een lateren stormvloed vernield.

Ten opzichte van het drijfzand heerscht ten onrechte vrij algemeen de meening dat dit met betrekking tot den aard der mineralen, waaruit het bestaat, de korrelgrootte en de gedaante der korrels, een afzonderlijke soort van zand is. Dit is niet het geval. Drijfzand wordt overal aangetroffen, waar water uit een dicht opeengepakten zandbodem krachtig omhoog welt; waar men het vindt, is dit een bewijs van het voorhanden zijn van een krachtigen opwaartschen waterstroom, die alleen kan ontstaan door hydrostatischen druk van uit hoogere lagen afkomstig water. Natuurlijk moet in verband met de kracht van den opwaartschen stroom, het zand een zekere korrelfijnte hebben om in het water zwevende te kunnen blijven; ook is het een vereischte dat het zand in den toestand van rust vast genoeg op elkaar gepakt ligt om het water niet al te gemakkelijk door te laten. Grof grindzand b.v. zal niet opwaarts gedreven worden, ten eerste omdat de stukjes gruis te zwaar zijn en ten tweede omdat de tusschenruimten groot genoeg zijn om het water een vrijen doortocht te bieden.

[p. 119]

Geringere korrelgrootte dan die van duinzand wordt echter voor het ontstaan van drijfzand niet vereischt. Drijfzand van Terschelling bleek mij bij onderzoek met een vergrootglas en in een slibtoestel volkomen hetzelfde te zijn als het duinzand van daar; loopzand uit een fundeeringsput in Overijsel bleek volkomen gelijk te zijn aan Zuid-Hollandsch duinzand en ook dit bood met dat van Terschelling geen het minste verschil aan.

Op Terschelling is drijfzand, aldaar duikelzand genoemd, niet zeldzaam. Dit staat in verband met een groot verschil in getijhoogte. In het algemeen zal zich het verschijnsel in het strand dan het sterkst voordoen, wanneer op een buitengewoon hoogen vloed, die den duinwaterstroom tegengewerkt en opgestuwd heeft, een zeer lage eb volgt.

Uit het vorenstaande blijkt, dunkt mij, duidelijk de gelijkheid in herkomst en wijze van ontstaan van het grondwater in het gebergte en in de duinen. Dat het hemelwater veel tot den watervoorraad in den bodem van heuvelen en bergen zou kunnen bijdragen, is niet waarschijnlijk. Tijdens mijn verblijf te Thun heb ik één stortbui bijgewoond. Ik heb toen kunnen opmerken hoe het regenwater grootendeels boven den grond zijn weg neemt en slechts een klein gedeelte tijd vindt om in den poreuzen bodem in te trekken. In het bosch vond men na de bui overal de duidelijke sporen van een krachtigen bovengrondschen afloop in opeenhoopingen van dennennaalden en kleine takken en de ontblooting van het grind, waar de fijnere gruisdeelen tusschenuit gespoeld waren. De eerst zoo heldere beken waren opgezwollen tot woeste troebele stroomen. De wet der zwaartekracht doet zich hier geweldig gelden. Wat er van den gevallen regen in de humuslaag trekt, waarmede de bodem in het bosch en op de landerijen overdekt is, komt aan den plantengroei ten goede en men mag wel als zeker aannemen dat in het gebergte geen druppel hemelwater den grondwatervoorraad vermeerdert.

In de duinen zijn de voorwaarden in dit opzicht ontegenzeggelijk gunstiger: Minder hooge, minder steile hellingen, grootere poreusheid van den bodem, geringere plantengroei, minder gelegenheid tot bovengrondschen afvoer in de dalen. Wat niet onderweg verdampt of voor den schralen plantengroei verbruikt wordt, zal dus in de duindalen wel door den bodem opgenomen worden, doch degenen die beweren dat de gemeentelijke duinwaterleidingen van den regen moeten

[p. 120]

bestaan, hebben het mis. Dit wordt zonneklaar bewezen door de waarnemingen van de directie der Haagsche waterleiding. De cijfers, die daarvan in mijn bezit zijn, dagteekenen van de laatste jaren der vorige eeuw, maar zij zijn daarom niet minder sprekend. De gemiddelde regenval over 7 jaren was toen 63 c. M.; daarvan ging ⅓ door verdamping verloren. Het waterverbruik overschreed den regenval met gemiddeld 1.600.000 M³. per jaar, in het jaar 1901 met 2.400.000 M³. Toch is de overvloed water in de duinen tusschen Scheveningen en Wassenaar zoo groot dat, niettegenstaande de toename der bevolking en de daaruit voortvloeiende vergrooting van het waterverbruik, het gemeentebestuur van Den Haag er geen bezwaar in ziet ook nog de gemeente Hof van Delft van drinkwater te voorzien.

Wij behoeven de mogelijkheid van het plaatselijk voorkomen van artesisch water in de duinstreken geenszins uit te sluiten, doch dat dit water door het geheele duingebied heen zoodanig zou kunnen opstijgen, dat een gegolfde waterspiegel ontstaat als er in werkelijkheid aanwezig is, mag men toch evenmin aannemen als dat het tot in de toppen van het gebergte zoo rijkelijk voorhanden grondwater iets met artesische werking uit te staan heeft.

Legt men in de duindalen een net van draineerbuizen op gepaste diepte in den bodem en laat men ze uitmonden in een vergaarbak om daaruit het water voor het dagelijksch gebruik op te pompen, dan zal bij toenemend verbruik de waterspiegel in het duingebied verlaagd, doch tevens de ondergrondsche atmosfeer, waarin het duinwater ontstaat, vergroot worden. Dit is het beginsel waarop het Haagsche stelsel is gegrond. Dat dit stelsel deugdelijk en goed is, bewijst de overvloed voortreffelijk drinkwater, waarover men in Den Haag beschikt.

Waarom dit stelsel zoo weinig is nagevolgd, waarom men bij den aanleg van duinwaterleidingen in later tijd meest een stelsel van door een zuigbuis verbonden welpijpen heeft toegepast en hoe het komt dat men te Amsterdam, in tegenstelling met Den Haag, met betrekking tot den voorraad duinwater de toekomst bezorgd tegemoet ziet, dit zijn vragen die ik hier niet wensch te beantwoorden.

Een geval, dat ik tot slot van dit opstel even wil aanroeren, is: werkelijke schaarste van water, als de behoefte te groot is

[p. 121]

om er uit den beschikbaren duininhoud in te voorzien. Wat staat ons dan te doen? Het duin inrichten tot filter voor boezemwater. Immers heeft de ervaring geleerd, dat door zandfilters van voldoende grootte zelfs het meest verontreinigde water te zuiveren en drinkbaar te maken is. Het denkbeeld van water te moeten drinken, dat door stadsgrachten heeft gestroomd, zal zeker menigeen tegenstaan, doch dit zou geen reden zijn om, waar er aanleiding toe is, het niet op gepaste schaal bij wijze van proef uít te voeren.