De Veluwe grenst met een steilrand aan het rivierkleilandschap van de Betuwe. In dit model is aan de noordzijde (linksboven in de tekening) de spoelzandwaaier Wolfheze- Schaarsbergen te zien met het dal van de Heelsumse beek.

Stuwwal
De Zuid-Veluwestuwwal is ontstaan in de voorlaatste ijstijd. Oudere rivierafzettingen werden door schuivend landijs zijdelings weggedrukt. De stuwwal is een restant van een gesloten stuwwalboog die van Arnhem via Nijmegen naar Montferland liep. In de laatste ijstijd is deze geërodeerd waarbij steile hellingen zijn ontstaan. Smeltwater heeft daarin korte en grillige (droog)dalen gevormd.

Spoelzandwaaier (sandr)
De spoelzandwaaier is in de voorlaatste ijstijd ontstaan. Verspoeld zand werd door smeltwater in een waaier vóór het ijsfront afgezet. In latere koude perioden zijn hierin smeltwaterdalen uitgesleten.

Dekzand en stuifzand
In de laatste ijstijd is over de spoelzandwaaier en op de flank van de stuwwal een dunne laag dekzand afgezet in lage ruggen. Deze ruggen zijn door uitputting van de bodem na de Middeleeuwen opnieuw verstoven waardoor stuifzandgebieden zijn ontstaan. In de droge dalen is in deze periode lokaal een dunne laag löss afgezet.

Daluitspoelingswaaiers
Tussen de Rivier en de stuwwal liggen waaiers van erosiemateriaal uit de droge dalen. Hier vinden we oude bouwlandgronden (essen).

Rivierlandschap
De grens tussen de stuwwal en de uiterwaarden van Rijn en IJssel is scherp. Meanderbochten reiken tot aan de stuwwal die door de rivier ondergraven. Er is een patroon van meanderruggen, (rest)geulen en strangen gevormd. Alleen de zuidzijde van de rivier is bedijkt. Binnendijks liggen oeverwallen en laaggelegen rivierkommen.

De ondergrond bestaat uit lagen zand en grind. Daarover liggen gestuwde lagen en smeltwaterzand uit de voorlaatste ijstijd en rivierterraszand uit de laatste ijstijd. In het stroomgebied van de rivier is daarover een laag jonge rivierklei afgezet.

Ongestuwde lagen
In de diepere ondergrond liggen ongestuwde lagen rivierzand. In de voorlaatste ijstijd hebben zich hierover de stuwwal en een laag smeltwaterzand gevormd. Onder de lob van het landijs ontstond keileem. Hierover is het rivierterraszand van de Rijn afgezet.

Stuwwal
De stuwwal bestaat grotendeels uit grofzandige en grindrijke rivierafzettingen. Door stuwing zijn deze lagen geplooid en over elkaar geschoven. De aanwezige kleischotten zijn grillig vervormd en scheefgesteld. De verklaart mede de grillige vorm van de erosiedalen. In de ondergrond, onder de rivier, liggen restanten van de oorspronkelijke stuwwalboog.

Smeltwaterzanden
De smeltwaterwaaier bestaat uit een dik pakket verspoeld stuwwalmateriaal van grof zand en grind. In deze laag is het erosiedal van de Heelsumse Beek uitgesleten. Het dal is gedeeltelijk opgevuld met erosiemateriaal van de stuwwalhelling.

Dekzand
Dekzandduinen bedekken delen van de spoelzandwaaier. Deze bestaan uit een laag fijn zand van één tot twee meter dik. Lokaal is het dekzand opnieuw verstoven waardoor een west-oost georiënteerde gordel van stuifzanden is ontstaan. Het Rozendaalse Veld maakt daarvan deel uit.

Rivierengebied
Aan de zuidkant in dit model is een dik pakket rivierterraszand te zien. Dit is in de laatste ijstijd door de Rijn afgezet. Anders dan in de IJsselvallei treffen we in de ondergrond geen kleilagen aan. Wel vinden we aan de oppervlakte een laag jonge rivierkleiafzettingen.

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 stuwwal en de spoelzandwaaier maken deel uit van het watersysteem van de Veluwe. Dit systeem bestaat eruit dat regenwater infiltreert en de grondwatervoorraad onder het massief aanvult. Aan de flanken en in het rivierengebied treedt grondwater uit.

De rivieren
Rijn en IJssel vormen de drainagebasis van het watersysteem. De rivieren voeren het water af dat via de bodem en ondergrond toestroomt. De IJssel is een vrij afstromende rivier met sterk wisselende waterstanden. Hoge rivierstanden geven tegendruk en zorgen voor rivierkwel. Lage rivierstanden hebben een drainerende werking en zorgen voor wegzijging. De Nederrijn is gestuwd en kent een constanter peil.

Watervoerende en stagnerende lagen
De ondergrond van de stuwwal en de spoelzandwaaier vormen samen één watervoerend pakket met uitlopers tot in de ondergrond van het rivierengebied. Een laag keileem verdeelt de bodem in twee watervoerende pakketten en zorgt voor een opwaartse stroming van grondwater. De laag jonge rivierklei zorgt ervoor dat kwelwater alleen kan uittreden in restgeulen, strangen en diepere watergangen.

Bronnen en beken
Grillig gevormde kleischotten in de stuwwal zorgen voor het uittreden van grondwater op verschillende niveaus op de helling. Ook aan de voet van de stuwwal komen natuurlijke bronsystemen voor. De bronnen voeden natuurlijke beken en gegraven sprengen. De sprengenbeken zijn aangelegd in de droogdalen en monden vaak uit in strangen voordat ze de rivier bereiken. De beken in de spoelzandwaaier ontvangen hun water voornamelijk uit het waterreservoir onder de Veluwe.

Uiterwaarden
De uiterwaarden zijn vrij smal en alleen aan de zuidzijde van de rivier bedijkt. Bij hoogwater op de rivier overstromen de uiterwaarden en reikt het water tot aan de flank van de stuwwal.

De ondergrond van de Veluwe vormt het grootste zoetwaterreservoir van Nederland. Het bestaat uit drie grote watervoerende pakketten. Als het peil in het eerste pakket hoog genoeg is, treedt grondwater aan de flanken van de stuwwal uit.

Grondwaterpeil en -stroming
De ondergrond van de stuwwal en de spoelzandwaaier bestaat uit een of meer watervoerende pakketten die van elkaar zijn gescheiden door lagen klei of leem. Het grondwaterpeil is, afhankelijk van hoogte van het terrein, tussen de 10 en 70 meter onder maaiveld. Regenwater infiltreert en vult het grondwater aan. Via de ondergrond stroomt het naar lagere delen. Dat gaat langzaam, waardoor het grondwaterpeil traag met de seizoenen fluctueert.

Kleischotten
De scheve ligging van de kleischotten leidt ertoe dat grondwater op verschillende niveaus op de stuwwalhelling uittreedt. Bovendien hebben de kleischotten verschillende oriëntaties die de richting van de grondwaterstroming bepalen. Op sommige plekken leiden kleischotten (of andere bodemlagen) tot stagnatie van water in vennen.

Bronnen, beken en sprengen
Op de stuwwallen treedt grondwater uit. Dat gebeurt op verschillende hoogtes in natuurlijke bronnen of in uitgegraven sprengkoppen diep in de helling. Aan de voet van de stuwwal kan grondwater uittreden in kwelvensters. De meeste bronnen en sprengen liggen aan de oost- en zuidzijde van de Veluwe. De Heelsumse, Renkumse en Leuvenumse Beek ontvangen hun water voornamelijk

De scherpe landschapsgradiënt van droge en arme zandgronden naar vochtige bronsystemen en rivierkleigronden zorgt voor een bijzonder ensemble van natuurlijke vegetaties en een samenhangend leefgebied voor veel diersoorten.

Stuwwal
Op de stuwwal heersen droge, voedselarme en zure omstandigheden. Die zijn gunstig voor droge heide en bossen met den, berk en eik. Waar löss voorkomt is de groeiplaats ook zeer geschikt voor beukbossen. Bij brongebieden komen natte en zwak gebufferde water- en moerasvegetaties voor. Daluitspoelingswaaiers met oude bouwlanden vormen een habitat voor kruidenrijke akkers met hagen, singels en bosjes. Aan de voet van de stuwwal komt een rijker bostype voor met haagbeuken en essen.

Spoelzandwaaier
De omstandigheden op de spoelzandwaaier zijn vaak nóg armer en droger dan op de stuwwal. De natuurtypen die hier thuishoren zijn droge heide met den, berk en eik. De beuk voelt zicht hier minder goed thuis. Bij beeklopen en bronnen zijn ook kansen voor vochtige  schraalgraslanden.

Dekzand en stuifzand
Ook dekzandgebieden en stuifduinen zijn droog en arm. In kleine uitblazingslaagten tussen de duinen kunnen lokaal vochtige omstandigheden voorkomen. Kenmerkend voor dit milieu is een begroeiing van droge en vochtige heide met eiken- en berkenbossen en zandverstuivingen.

Rivierengebied
In de uiterwaarden van de Nederrijn zijn restgeulen en strangen geschikt voor laag-dynamische riviermoerassen met natte rivierbegeleidende bossen. De hogere delen lenen zich voor overstromingsgraslanden en glanshaverhooilanden. De IJssel is een dynamische rivier. Daardoor zijn de uiterwaarden kansrijk voor stroomdalgraslanden en ooibossen (nat en droog). Binnendijkse oeverwallen zijn gunstig voor rijke graslanden, akkers, park- en stinzenbossen met haagbeuken en essen. De komgebieden zijn belangrijk voor weidevogels en moerasnatuur.

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
Het agrarisch bedrijf was gemengd met akkerbouw en veeteelt op kleine schaal. Op de stuwwal waren uitgestrekte heidevelden. Akkerlanden bevonden zich rond dorpen op de dekzandgebieden, terrasruggen en op oeverwallen langs de rivier. De vochtige delen van het dekzandlandschap, rivierkommen en uiterwaarden werden benut als hooi- en weiland.
Bebouwing
Dorpen kwamen tot ontwikkeling op hogere delen van het landschap: op de daluitspoelingswaaiers de flanken van de stuwwallen, de dekzandgebieden en de terrasruggen op de overgang naar het rivierenlandschap. Hier vinden we ook de landgoederen.

Water
In het gehechte landschap waren de natste gebieden (nog) niet ontgonnen. Hier bevonden zich natte heide of moerasbos. De aanleg van sprengenbeken is in feite een vroege vorm van aanhechting. De energie van stromend water werd gebruikt voor aandrijving van watermolens en schoon water voor papierfabrieken en wasserijen.

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
Agrarische productie werd opgevoerd door het gebruik van kunstmest. Bedrijven gingen zich specialiseren en het landschap werd grootschaliger ingericht. Sommige hooilanden werden ontwaterd. Op de stuwwal werden heidevelden en stuifzanden beplant met naaldbomen. De bossen dienden voor houtproductie en kregen een recreatieve functie.

Bebouwing
Kernen breidden zich uit binnen de zone van de daluitspoelingswaaiers. Dit ging ten koste van akkerland rond de dorpen. Op het Veluwemassief kwamen nieuwe dorpen tot ontwikkeling. Er werden wegen en spoorlijnen aangelegd om plaatsen met elkaar te verbinden. Hier en daar groeide ook de bedrijvigheid, onder andere papierfabrieken en wasserijen. Daarmee nam het gebruik van grondwater verder toe.

Water
Het Apeldoorns Kanaal is in de 19e eeuw aangelegd. Het is in feite een vroeg voorbeeld van onthechting. Het kanaal loopt langs de voet van de stuwwal en doorsnijdt de daluitspoelingswaaiers, droogdalen en de lage dekzandvlakte. Drie sprengenbeken komen erin uit. Andere beken werden rechtgetrokken. Door deze aanpassingen in de waterstructuur werd water sneller afgevoerd. Natte gebieden werden ontwaterd waardoor het grondwaterpeil daalde en kwel afnam.

Na 1960 is de relatie tussen grondgebruik en het natuurlijke systeem steeds verder losgelaten. Natuurlijke omstandigheden worden waar nodig aangepast aan landgebruik, bebouwing en infrastructuur. Vergeleken met andere regio’s zijn de aanpassingen in IJsselvallei Zuid overigens beperkt.

Landgebruik
De schaalvergroting in de landbouw zette door. Dat is vooral in de lage delen van het dekzandlandschap en het rivierterras te zien. In de uiterwaarden komen intensief grasland en natuurwaarden naast elkaar voor. De stuwwal werd intensief bebost, vooral met naaldhout.

Bebouwing
De kernen breidden zich steeds verder uit, ook op plaatsen die daar van nature minder geschikt voor zijn, zoals de natte delen van het dekzandgebied. Op de stuwwal zijn veel vakantieparken ontstaan. Ook het aantal wegen is toegenomen. De voet van de stuwwal vormt nu een aaneengesloten rand met bebouwing en infrastructuur. Dit vormt een barrière voor flora en fauna tussen Veluwe en IJsselvallei.

Water
Voor intensief agrarisch gebruik zijn landelijke gebieden sterk ontwaterd. Beken zijn met elkaar verbonden waardoor ze nu soms rechtstreeks doorlopen van Veluwe tot IJssel. Tegelijk is de bevolking gegroeid en is er meer industrie gekomen. Hierdoor wordt ook steeds meer grondwater onttrokken. Dit alles leidt tot lagere grondwaterstanden, verandering van kwelstromen en droogvallen van sommige sprengen. Vooral in de zomer is er sprake van verdroging.

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

Droogte
Lagere grondwaterstanden en vermindering kwel leiden in perioden met langdurig neerslagtekort tot droogte in beken en sprengen, Dit veroorzaakt schade aan grondwaterafhankelijke natuur. Op de flanken van de stuwwal en het dekzandlandschap leidt droogte en ook tot schade aan landbouw.

Natuurbrand
De kans op natuurbrand neemt sterk toe. De risico’s zijn het grootst in droge bossen en heidegebieden op de stuwwal en de stuifzandgronden, vooral waar deze grenzen aan woonkernen en vakantieparken.

Wateroverlast
Piekbuien worden heviger. Aan de flanken aan de voet van de stuwwal kan stroming van water uit de sprengenbeken en uittredend grondwater voor overlast zorgen.

Degeneratie bodem
Door verzuring van de bossen neemt degeneratie van de bodem sterk toe.

Erosie
Bij piekbuien kunnen modderstromen ontstaan als gevolg van bodemerosie van akkers op stuwwalhellingen en in droogdalen. In woonkernen en op wegen kunnen die tot overlast leiden.

NB: Minder belangrijk zijn hittestress (vanwege het vele groen) en opwarming oppervlaktewater

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
De klimaatveranderingen hebben effect op de kwetsbaarheid van de natuur, de veranderingen gaan zo snel dat het natuurlijk systeem zich onvoldoende aanpassen kan. Dit komt ook omdat natuurlijke landschapsvormende processen zijn ingeperkt.

Kwaliteit
Stikstofdepositie verzuurt de bodem waardoor de vitaliteit afneemt van de bossen en de diersoorten die er leven.

Areaal
De Veluwe is het grootste aaneengesloten natuurgebied van Europa. Hierdoor is de Veluwe redelijk robuust.

Landgebruik
Een groot deel van de Veluwe is natuurgebied, dat de natuurwaarden ondersteunt.

Versnippering
De Veluwe zelf is groot, maar wordt deels versnipperd door de vele grondeigendommen. De infrastructuur en bebouwingen aan de randen zorgen voor barrières met natuur in de omgeving, zoals de rivierdalen. Planten- en diersoorten raken daardoor geïsoleerd en kunnen zich moeilijker voortplanten.