Dit model toont de stuwwal van Nijmegen. Aan de noordkant is de Ooijpolder. De westflank wordt gevormd door een overgang naar het rivierterras dat bedekt is met jonge klei-afzettingen. Verder naar het westen wordt deze kleilaag steeds dikker.

Stuwwal
De Nijmeegse stuwwal was oorspronkelijk één geheel met die van Montferland. De Rijn stroomde eromheen naar het noorden. Aan het eind van de laatste ijstijd verlegde de Rijn haar loop en brak door de stuwwal heen.

Spoelzandwaaier en daluitspoelingswaaier
Bij het afsmelten van de ijskap stroomde water aan de westkant over de stuwwal. Het vormde een brede spoelzandwaaier (sandr) van zand en grind. In de laatste ijstijd zijn daarin droogdalen uitgesleten. Het erosiemateriaal is onderaan de stuwwal afgezet in een daluitspoelingswaaier. Hier zijn ook essen van oude bouwlanden te vinden.

Rivierterras, -duinen, dekzand en löss
In het rivierterras is een vlechtend stelsel restgeulen getekend. Het zijn overblijfselen van een eerdere loop van de Rijn. In de laatste ijstijd heeft de wind op het terras een dunne laag dekzand en een gordel van rivierduinen afgezet. De duinen zijn opgestoven uit drooggevallen rivierbeddingen. Tussen de duinen liggen uitgestoven laagten waarin vennen voorkomen. Op de oostflank van de stuwwal komt lössleem voor, fijn materiaal dat ook de wind is afgezet.

Rivierenlandschap
Verder naar het westen vinden we een jong rivierenlandschap met stroomruggen, oeverwallen en een brede rivierkomvlakte. In dit gebied is door herhaaldelijke overstromingen veel slib bezonken.

Uiterwaarden
Sinds de rivier bedijkt is, overstromen alleen de uiterwaarden. Inmiddels ligt het maaiveld hier door herhaaldelijke opslibbing aanzienlijk hoger dan de binnendijkse gebieden. De bodem in de uiterwaarden bestaat uit zand, zavel en lichte klei. Op sommige plaatsen vinden we strangen.

Kolken en doorbraakwaaiers
In het verleden bezweken de winterdijken regelmatig. Wanneer dat gebeurde stroomde water met kracht naar het komgebied en ontstond een metersdiep kolkgat. De grond uit de kolk werd in een waaier over landschap uitgespreid. Deze doorbraakgronden of overslaggronden bestaan uit een mengsel van zand en grind met brokken klei en soms veen.

De diepere ondergrond bestaat uit rivierzand van vóór de vorming van de stuwwallen.
Daarop liggen gestuwde lagen, smeltwaterzand en keileem uit de voorlaatste ijstijd.
In de laatste ijstijd is daarover een laag dekzand afgezet. De randen van de Veluwe worden beschreven in andere modellen (zie inleiding). Daarom wordt hier volstaan met de losse dwarsprofielen Noord en Zuid.

De ondergrond bestaat uit lagen rivierzand, grind en klei. Daarover is de stuwwal gevormd met een uitgestrekt rivierterras. Het rivierengebied met oeverwallen en rivierduinen is relatief jong.

Geologische breuk
In dit gebied zien we een breuk in de ondergrond. Rechts van de breuk ligt een dalingsgebied: de Venloslenk (stroomgebied van de Maas). Links ligt een opheffingsgebied met kleilagen van voor de vorming van de stuwwallen vrij dicht onder de oppervlakte.

Ongestuwde lagen en stuwwal
In de diepere ondergrond vinden we lagen rivierzand en -klei. Door schuivend landijs is daaroverheen de stuwwal gevormd. Deze bestaat uit zand en grind met kleilagen die schuin omhoog zijn gedrukt en afhellen in de richting van de Ooijpolder.

Smeltwaterzanden en daluispoelingswaaier
Op de westflank van de stuwwal ligt een pakket spoelzand en -grind dat door smeltwater is afgezet. Onderaan die waaier ligt erosiemateriaal uit de droge dalen.

Rivierterras
Door sedimentatie en erosie van de Rijn in de laatste ijstijd zijn rond de stuwwal terrasafzettingen met verschillende niveaus ontstaan. Deze bestaan overwegend uit zand en grind. Plaatselijk is het rivierterras bedekt met een stugge, zandige kleilaag: de Laag van Wijchen.

Rivierduinen en jonge rivierklei
De rivierduinen zijn door verstuiving van rivierzand ontstaan. De laag duinzand is maximaal 12 meter dik en rust op het rivierterras. Tussen het duinzand en rivierterraszand ligt een dunne, stagnerende laag terrasklei.

Jonge rivierklei
Over grote delen van het rivierterras is na de laatste ijstijd door overstromingen een dunne laag jonge rivierklei afgezet. De restgeulen in het terras zijn (deels) opgevuld met jonge klei en/of veen.

Ongestuwde lagen
De ongestuwde ondergrond bestaat overwegend uit grofzandig, grindrijk materiaal dat al voor de voorlaatste ijstijd door rivieren is aangevoerd.

Smeltwaterzanden en smeltwaterleem
Tussen de stuwwallen liggen dikke pakketten verspoeld grof zand en grind. Droogdalen zijn later gedeeltelijk opgevuld met zand. In het bekken van de Leuvenumse Beek heeft een smeltwatermeer gelegen. Daarin is een dikke laag smeltwaterleem en -klei afgezet.

Keileem
In de Gelderse Vallei ligt onder de smeltwaterzanden een laag keileem. Keileem is een ongesorteerd mengsel van keien, grind, zand, klei en leem dat afgezet is door schuivend landijs. Ook in het IJsselbekken komen lagen smeltwaterleem en keileem (buiten de getoonde doorsneden) voor.

Dekzand
Lagen dekzand bedekken de bekkens en de flanken van de stuwwallen. Aan de westzijde van de Veluwe is het dekzandpakket dikker dan aan de oostzijde.

De rivieren en het grondwater stromen in dit gebied van oost naar west. De rivieren infiltreren tijdens hoge afvoeren en draineren in droge perioden.

Bronnen
Langs de steile noordhelling van de stuwwal, op de grens met de Ooijpolder, zijn bronnen waar grondwater uittreedt.

Watervoerende en stagnerende lagen
De ondergrond vormt één watervoerend pakket van goed doorlatende lagen rivierzand. Grondwater uit de stuwwal stroomt naar het rivierengebied en kwelt op in terrasrestgeulen aan de voet van de sandr. Op het rivierterras en in de restgeulen ligt een laag slecht doorlatende klei, waardoor met name in de winter de grondwaterspiegel in de bodem hoger kan zijn dan de stijghoogte van het diepere grondwater. De breuk stuwt het grondwater omhoog.

Kommen en polders
In de komgebieden is een systeem van polders ingericht met weteringen en gemalen. Daarmee wordt het waterpeil beheerst. Elke polder heeft een eigen waterpeil.

Vennen, strangen en kolken
In uitgestoven laagten tussen de rivierduinen liggen vennen. Regenwater stagneert hier op een kleilaag. In restgeulen liggen strangen die door grondwater worden gevoed. Langs de winterdijken vinden we kolken: geïsoleerde diepe plassen die tijdens een dijkdoorbraak zijn gevormd. Door die diepte blijven het open plassen.

De rivieren
Het rivierpeil van de Waal fluctueert sterk. De Maas is tot Lith gestuwd met een gereguleerd waterpeil. Bij hoge waterstanden overstromen de uiterwaarden en stroomt rivierwater via zandbanen onder de winterdijken door naar de poldergebieden (rivierkwel). Bij een lage waterstand neemt de rivier grondwater uit de omgeving mee (drainage).

De geleidelijke overgang van stuwwal via rivierterras naar het jonge rivierenlandschap zorgt voor een enorme natuurlijke variatie. Het is aantrekkelijk voor veel planten- en diersoorten.

Stuwwal
De droge, (matig) voedselarme en zure omstandigheden zijn gunstig voor droge heide en bossen met den, berk, eik en beuk. Waar de stuwwal met löss bedekt is, vinden we ook rijkere bostypen met beuk en haagbeuk. Bij brongebieden aan de noordzijde van de stuwwal komen water- en moerasvegetaties voor.

Spoelzand- en daluitspoelingswaaier
Het milieu op de spoelzandwaaier is arm en droog. Hier passen droge heide met den, berk en eik. De essen op de daluitspoelingswaaier zijn geschikt voor kruidenrijke akkers met hagen, singels en bosjes.

Dekzand
Het dekzandgebied is geschikt voor vochtige heide, eiken-berkenbos en nat schraal- en/of hooiland.

Rivierterras
De restgeulen in het rivierterras zijn geschikt voor laag-dynamische riviermoerassen met stilstaand water, natte rivierbegeleidende bossen en weidevogelgraslanden. Op de ruggen tussen de geulen is ruimte voor glanshaverhooilanden en vochtige rivierbegeleidende bossen. Waar geen geulen zijn, is het rivierterras geschikt voor rijke graslanden, essenbossen en akkers met haagbeuken.

Rivierduinen
De rivierduinen zorgen voor een gevarieerd milieu. Van droog, voedselrijk en schraal tot vochtig en nat. Dit is ideaal voor droge bossen (haagbeuk, beuk en eik), droge en vochtige heide, schraalgraslanden en zwakgebufferde vennen.

Uiterwaarden
De rivierdynamiek zorgt voor een gevarieerde natuur. Op de vlakten vinden we overstromingsgraslanden. De droge zandige rivierduinen en oeverwallen zijn geschikt voor stroomdalgraslanden en glanshaverhooilanden. De strangen vormen dynamische riviermoerassen met open water en rivierbegeleidende (ooi) bossen. De bandijken kunnen bloemrijk zijn, vooral de zuidhellingen.

Binnendijks rivierengebied
De komgronden zijn (zeer) voedselrijk en basisch tot kalkrijk. In dit milieu passen een laag-dynamisch rivier- en moeraslandschap, rivierbegeleidende bossen, wilgengriend, vochtig weidevogelgrasland en stilstaand open water. Op de drogere stroomruggen vinden we bij landgoederen park- en stinzebossen. Hier zijn ook rijke graslanden en akkers met struweelhagen en bossen met haagbeuk en essen(hakhout) kansrijk.

Oorspronkelijk was de relatie tussen landschap en grondgebruik hecht. De kenmerken van het natuurlijke systeem waren bepalend voor landinrichting, bebouwing en infrastructuur. Dat bleef het geval tot 1850 à 1900.

Landgebruik
De stuwwal was begroeid met bos en heide met hier en daar zandverstuivingen. Aan de voet van de stuwwal was een open deel met akkers. In het rivierengebied ontstond een gemengd agrarisch bedrijf met akkerbouw en veeteelt op kleine schaal. De natte beekdalen en stroomlanden werden gebruikt als hooi- en weiland. De open bossen en uitgestrekte heidevelden dienden als graasgebied voor schapen.

Bebouwing
Kort na het begin van de jaartelling vestigden de Romeinen zich met legerplaatsen op de stuwwal. Nijmegen kwam meer westelijk, direct aan de rivier tot ontwikkeling. In de loop der eeuwen zijn vestingwerken aangelegd en op de stuwwal zijn landgoederen, kerken, kloosters, studiehuizen en kazernes gebouwd. In het rivierengebied kwamen dorpen tot ontwikkeling op oeverwallen en stuifzandgebieden. Vooral bij kruispunten van wegen. Boerderijen verrezen op overgangen naar de lager gelegen komgronden.

Water
In het rivierengebied is het watersysteem al vroeg met een dicht stelsel van greppels aangepast ten behoeve van de landbouw. In het rivierterras is een wetering aangelegd. Langs de rivieren werden winterdijken opgeworpen om het land te beschermen. Deze dijken braken echter vaak door waardoor het gebied alsnog overstroomde.

Tot circa 1960 werd het natuurlijke systeem in beperkte mate aangepast ten behoeve van bebouwing, infrastructuur en bedrijvigheid. De relatie tussen natuurlijk systeem en landgebruik nam af, maar werd nog niet volledig losgelaten. We spreken daarom van aanhechting.

Landgebruik
De stuwwal bleef bebost. Daarbij nam het aandeel bos wel toe, ten koste van het areaal heide en akkerland. Tussen de bossen bleven delen open voor akkerbouw. In het rivierengebied werd de agrarische productie opgevoerd door mechanisatie en het gebruik van kunstmest. Grotere percelen konden worden bewerkt. In de Ooijpolder, ten noorden van de stuwwal werden plassen gegraven voor kleiwinning.

Bebouwing
Na invoering van de nieuwe Vestingwet in 1874 breidde de stad zich in zuidelijke en oostelijke richting uit, over de smeltzandwaaier. Er werden nieuwe vestingwerken buiten de oude wallen aangelegd. De industriële revolutie was aanleiding voor een snelle expansie. Er kwamen nieuwe industrieën en er werden nieuwe wegen en spoorlijnen aangelegd. Ook in het rivierengebied groeiden de dorpen in omvang en inwonertal.

Water
In 1927 werd het Maas-Waalkanaal in gebruik genomen: in feite een vroeg voorbeeld van onthechting. Elders in deze regio werden natte gebieden ten behoeve van de landbouw sterker ontwaterd. Daardoor daalde het grondwaterpeil.

Na 1960 is de relatie tussen grondgebruik en het natuurlijke systeem steeds verder losgelaten. Natuurlijke omstandigheden zijn waar nodig aangepast aan landgebruik, bebouwing en infrastructuur.

Landgebruik
De schaalvergroting in de landbouw heeft zich verder doorgezet. Het grondgebruik is geïntensiveerd met veel raaigrasland in de komgebieden. Daarnaast neemt het aandeel naaldbomen op de stuwwal toe. Veel heidevelden zijn omgevormd tot akkerland. Elders op de stuwwal en in de Ooijpolder is bijzondere aandacht voor natuurontwikkeling.

Bebouwing
De verstedelijking gaat snel. Iedere gemeente vult nog onbebouwde gebieden binnen haar grenzen in met nieuwbouw. Er komen meer snelwegen waarbij de tussenliggende zones worden bebouwd. Uitbreidingen vinden plaats tot aan de snelweg. Ook de noordoever van de Waal is bebouwd. Langs de rivier groeien de dorpen aaneen tot een verstedelijkt lint. Verder ontstaan er bij knooppunten van snelwegen en langs het Maas-Waalkanaal industrieterreinen. Bij zandwinplassen komen recreatiegebieden tot ontwikkeling.

Water
Het watersysteem is verder ingericht om schade aan landbouwgronden door vernatting, verdroging en overstroming te voorkomen. Bestaande watergangen zijn hiervoor verdiept en verbreed en stedelijke gebieden hebben een eigen waterregime gekregen. De waterplassen zijn vergroot en voor recreatie geschikt gemaakt.

Het klimaat verandert waardoor weerextremen groter worden. Vooral onthechte landschappen, waar grondgebruik en het natuurlijke systeem niet meer samenhangen, zijn kwetsbaar.

Droogte
Droogte treedt steeds meer op door lagere grondwaterstanden, wegzijging van grondwater naar de rivieren en het Maas-Waalkanaal en afname van kwel. Dit manifesteert zich zowel op de stuwwal als in lager gelegen komgebieden. Plekken met waterafhankelijke natuur in vennen zijn bijzonder kwetsbaar.

Natuurbrand
De kans op natuurbrand neemt toe door verdroging en hitte-extremen. Vooral droge bossen en heidevelden op de stuwwal zijn kwetsbaar. Voor naastgelegen woonkernen en recreatieterreinen kan het direct gevaar opleveren.

Hittestress
In verstedelijkte gebieden is kans op hittestress. Met name in binnensteden, in woonwijken met weinig groen en op bedrijventerreinen.

Opwarming oppervlaktewater
Stilstaand (gestuwd) water zonder beschaduwing door bomen is gevoelig voor opwarming, waardoor de waterkwaliteit afneemt.

Wateroverlast
Piekbuien worden heviger. Het onthechte systeem van waterlopen is daar niet op berekend. Vooral in stedelijk gebied zijn er risico’s, bijvoorbeeld in de droge dalen op de flank van de stuwwal.

Degeneratie bodem
De biologische kwaliteit van de bodem is afgenomen door intensieve landbouw. Zware machines hebben de bodem verdicht. De infiltratiecapaciteit neemt af en de kans op wateroverlast wordt groter. Uiteindelijk neemt hierdoor ook de landbouwproductie af.

Bodemerosie
Neerslagpieken kunnen in de droogdalen en aan de rand van de stuwwal tot bodemerosie en modderstromen leiden.

Het natuurlijke systeem wil zich aanpassen aan klimaatverandering. Ingrepen in het systeem en onthechting van grondgebruik hebben dat proces echter ingeperkt. De natuur neemt daardoor in kwaliteit en kwantiteit af.

Klimaatverandering
Door onthechting van grondgebruik en het natuurlijke systeem zijn natuurlijke landschapsvormende processen (water, wind en vegetatiesuccessie) ingeperkt. De negatieve impact hiervan wordt door klimaatverandering sterker. Het systeem kan zich vaak niet meer aan klimaatverandering aanpassen.

Kwaliteit
De conditie van de natuur is verslechterd. De kwaliteit van water, bodem en lucht biedt onvoldoende natuurlijke veerkracht. Door stikstofdepositie en een overmaat aan fosfaat verdwijnen kenmerkende schrale soortenrijke vegetaties en daarmee de daar levende diersoorten. Uitspoeling van meststoffen, gewasbeschermingsmiddelen en medicijnresten naar het grond- en oppervlaktewater bedreigen de waternatuur.

Areaal
Het leefgebied van planten- en diersoorten wordt kleiner. Hierdoor kunnen bij calamiteiten populaties uitsterven. Zoals bij extreme weersomstandigheden wanneer die zich voordoen in het broed- of groeiseizoen.

Landgebruik
Grootschalig en intensief landgebruik leidt tot minder natuurlijke variatie en minder natuurlijke gradiënten tussen gebieden met verschillende habitatkenmerken. Hierdoor neemt de biodiversiteit af en vermindert de veerkracht van het systeem.

Versnippering
Door aaneengesloten bebouwing en infrastructuur zijn natuurlijke leefgebieden onvoldoende met elkaar verbonden. Planten- en diersoorten raken geïsoleerd en kunnen zich daardoor moeilijker voortplanten.