November 2016
FELIX REINDERS, LNR Instituut vir Landbou-ingenieurswese
Kunsmatige ondergrondse dreinering in die landbou is ‘n praktyk waardeur die natuurlike dreinering verbeter word. Dit word al vir baie jare in die wêreld beoefen. In Suid- Afrika is ondergrondse dreinering formeel in die laat vyftigs en vroeë sestigs begin en verskillende benaderings en tegnieke is gebruik.
Dit is veral in die Vaalharts-besproeiingskema uitgevoer en het later uitgebrei na ander besproeiingskemas in die Wes-Kaap, Mpumalanga, Limpopo en KwaZulu-Natal.
Met ‘n Waternavorsingskommissie-geïnisieerde en befondsde projek (K5/2026: “Ontwikkeling van tegniese en finansiële norme en standaarde vir die dreinering van besproeiingslande”), is diepgaande navorsing op ondergrondse dreinering gedoen met die LNRInstituut vir Landbou-ingenieurswese as leierorganisasie saam met ander rolspelers soos universiteite en privaat instansies en met spesialiteitsinsette van praktisyns in verskillende provinsies.
Die hoofdoel is om tegniese en finansiële standaarde en riglyne vir die beplanning, ontwerp en beoordeling van die haalbaarheid van ondergrondse dreineringstelsels onder Suid-Afrikaanse toestande te ontwikkel. Die eerste tegniese gebruikshandleiding het in 1984 verskyn en afgesien van geïsoleerde projekte vir spesifieke redes, is geen omvattende navorsing oor ondergrondse dreinering in Suid-Afrika oor die afgelope 32 jaar gedoen nie en bestaande norme en standaarde is aangepas deur middel van ad hoc-studies.
Van die bykans 300 000 000 ha besproeiingsgrond in die wêreld, word 10% tot 15% geraak deur versuiping en verbrakking en in Suid-Afrika word ‘n oppervlakte van 16 000 000 ha bewerk, met 1 600 000 ha wat onder besproeiing is.
As gevolg van onvoldoende dreinering word die produksie van gewasse nadelig beïnvloed en daar word beraam dat 240 000 ha geraak word deur stygende watertafels en versouting – en die probleme blyk toe te neem. Só byvoorbeeld het die Vaalharts Staatswaterskema na die voltooiing van die konstruksie van 30 000 ha in 1940 ‘n vlak grondwaterstand van tussen 0,9 m en 1,5 m oor die helegebied begin ontwikkel.
Dit was egter eers in 1956 en weer in 1964 en 1965, na seisoene met bogemiddelde reën, dat verbrakking van ‘n aantal plase vir die eerste keer vermeld is. Vandag is feitlik die hele skema met goed-ontwerpte en geïnstalleerde ondergrondse dreineringstelsels toegerus.
Ondergrondse dreinering word toegepas vir hoofsaaklik die volgende twee redes:
- Herwinning van versuipte gebiede vir landbou.
- Die verbetering van die dreineringstoestande van bestaande landbougrond.
Na raming is daar al meer as 54 000 ha geïnstalleerde ondergrondse dreineringstelsels en die behoefte vir ondergrondse dreinering in besproeide landerye kan nie oorbeklemtoon word nie, aangesien dit bewys dat dit ‘n volhoubare en bewese oplossing vir beide water- en soutgehalteprobleme blyk te wees. By die regstelling van die watertafelstatus om verbrakking te verhoed en die installering van behoorlike erosie te beheer, word die grond se gesondheid verbeter en die produksie van gewasse kan weer sy volle potensiaal bereik. Dit het die voordeel dat die impak op die omgewing en op die winsgewendheid van die produsent verminder.
Twee belangrike oorsake van versuiping en verbrakking is:
- Oormatige toediening van besproeiingswater.
- ‘n Gebrek aan voldoende dreinering.
Daarom is die voorsiening van voldoende ondergrondse dreinering ‘n oplossing vir die herwinning van versuipte en verbrakkingsprobleme van besproeide lande, maar dit moet beklemtoon word dat dreineringsverbetering toegepas word saam met die behoorlike, effektiewe bestuur van besproeiing.
Volgens die Wet op Landbouhulpbronne (Wet 43 van 1983) moet elke grondgebruiker op verskeie maniere die besproeide landerye op sy plaaseenheid effektief beskerm teen versuiping en verbrakking. Daar is dus ‘n verantwoordelikheid op elke besproeier om behoorlike grondbewaring en waterbestuur op die plaas toe te pas.
Voordat grond gedreineer word, is dit noodsaaklik dat alle moontlike probleme verwyder of verbeter moet word. In hierdie verband speel lekkende gronddamme, verstopte natuurlike dreineringskanale, verdigte grondlae (as gevolg van bewerking), sowel as oorbesproeiing, ‘n groot rol om versuiping te vererger. Deur middel van ‘n detail grondopname kan die oorsaak van die versuiping en vrywater vasgestel word en kan afleidings gemaak word oor die mees geskikte tipe dreineringstelsel vir elke spesifieke geval.
Afhangende van die oorsaak van versuiping, kan verskillende benaderings ten opsigte van dreinering gevolg word en in die praktyk word twee hooftipes onderskei: Afsnydreinering en ondergrondse dreine.
Afsnydreinering
Dit word gebruik waar vrywater sydelings in poreuse, sanderige of gruiserige lae op ‘n digte ondergrond, van ‘n hoër- na ‘n laerliggende posisie afwaarts teen ‘n helling beweeg (sien Figuur 1). Die afsnydrein word min of meer loodreg op die vloeirigting van die vrywater gemaak en moet ‘n gradiënt hê wat groot genoeg is om die water wat in die drein akkumuleer vinnig genoeg uit die lande te verwyder.
Die drein moet oor sy volle lengte ten minste 300 mm diep in die digte, ondeurdringbare laag geplaas word. Verder is dit raadsaam om só ‘n drein in die begin as ‘n oop sugsloot te bou om ‘n idee van die hoeveelheid water wat verwyder moet word, te kry. Met behulp van die stroomsterkte kan die minimum pypdeursnee om die water te verwyder, bepaal word as permanente pypdreine oorweeg word.
Ondergrondse dreine
In landerye met swak natuurlike dreinering kan vlak watertafels ook ontwikkel omdat die sydelingse beweging van grondwater baie stadig is. In sulke gevalle kan afsnydreine nie gebruik word nie en moet gebruik gemaak word van ‘n netwerk van dreine wat tot ‘n mindere of meerdere mate aanmekaar skakel.
Die maksimum diepte van installering van ondergrondse dreine word bepaal deur die plek waar die dreine hul water stort. Dit is ekonomies voordelig om die dreine so diep as moontlik te installeer, want dan kan hulle verder uitmekaar gespasieer word.
In Figuur 2 word enkele voorbeelde van verskillende ondergrondse dreineringstelsels uitgebeeld.
Samevatting
Suksesvolle ondergrondse dreinering is afhanklik van baie faktore en dit vereis kundige insette. Laat ‘n kundige ontwerper ‘n stelsel ontwerp wat al die faktore in ag neem en ‘n uitleg en diepte aanbeveel wat die water effektief uit die geaffekteerde area verwyder.
By die regstelling van die watertafelstatus om versuiping en verbrakking te verhoed deur die installering van ‘n behoorlik-ontwerpte ondergrondse dreineringstelsel, word die grond se gesondheid verbeter en die produksie van gewasse sal sy volle potensiaal bereik.
Verwysing
Reinders, FB, Oosthuizen, H, Senzanje, A, Smithers, JC, Van der Merwe, RJ, Van der Stoep, I en Van Rensburg, L. 2016/06/03. Development of technical and financial norms and standards for drainage of irrigated lands: Volume 3: Guidance for the implementation of surface and sub-surface drainage projects in South Africa. Water Research Commission, Research Report No. TT 655/15. ISBN No: 978-1- 4312-0761-9.
(Die navorsingsverslag kan bekom word vanaf die Waternavorsingkommissie se webtuiste by www.wrc.org.za.)
Publication: November 2016
Section: Focus on
