Stromingen

Eind 2004 publiceerde STOWA de nieuwe neerslagstatistiek voor waterbeheerders (KNMI en HKV, 2004). In dit document werden belangrijke statistische kengetallen voor neerslag in Nederland op een rij gezet, met inbegrip van de neerslagextremen van de jaren tachtig en negentig, want daaraan ontbrak het in voorgaande statistische interpretaties (o.a. Buishand en Velds, 1980). Daarnaast voorziet het document in een analyse van de patronen volgens welke neerslag kan vallen. De publicatie vormt daarmee een veel geraadpleegde gegevensbron bij studies naar wateroverlast. Een van de toepassingsgebieden is de stochastenmethode; een hydrologische werkwijze om neerslagextremen te vertalen naar overschrijdingskansen van waterstanden ten behoeve van onder andere het toetsen van regionale watersystemen aan de in het Nationaal Bestuursakkoord Water (NBW) beschreven werknormen.

De basis voor het bepalen van de grondwatertrap zijn gemeten grondwaterstanden op peil­buislocaties. Deze informatie wordt getransformeerd naar een GHG en GLG die vervolgens gebruikt worden bij Gt-karteringen, modelkalibraties en validaties. Doordat de buislocaties de basis vormen voor veel studies is het van belang inzicht te hebben in de nauwkeurigheid waarmee de GHG en GLG kunnen worden bepaald. In dit artikel wordt hier inzicht in gegeven, gebruikmakend van de traditionele bepalingsmethode en van lineaire tijdreeksana­lyse. Uit de vergelijking van beide methoden blijkt dat de nauwkeurigheid waarmee de GHG en GLG kunnen worden bepaald in dezelfde orde van grootte ligt en het kennelijk moeilijk is een klimaatsrepresentatieve GHG en GLG te voorspellen met behulp van lineaire tijdreeksmodellen. De analyse geeft tevens aan dat de berekende onzekerheid op basis van tijdreeksanalyse, als gevolg van het niet verdisconteren van de modelonzekerheid veelal wordt onderschat. Nader onderzoek naar het gebruik van niet-lineaire modellen en het kwantificeren van modelonzekerheid is wenselijk.

Deze studie beschrijft een modelkoppeling om de onverzadigde en verzadigde grondwater­stroming in samenhang dynamisch te simuleren, rekening houdend met de onderlinge afhankelijkheid van beide systemen. De rol van de bergingscoëfficiënt in het transiënte verzadigde grondwatermodel is van essentieel belang. De berekening van de bergingscoëffi­ciënt, als invoer voor het verzadigde model, is minder eenvoudig gebleken dan we op grond van onderzoeken in het verleden hebben verwacht. We geven aan hoe het probleem van de freatische bergingscoëfficiënt bij deze modelkoppeling is opgelost. Een modeltoepassing in het gebied van de Beerze en de Reusel over de periode 1981-1990 demonstreert dat de koppe­ling succesvol is.

Hoewel verdroging al in 1989 is erkend als nationaal milieuprobleem, is er weinig ruimte­lijke informatie over de feitelijke daling van grondwaterstanden. In dit artikel presenteren we de uitkomsten van een onderzoek waarin we grondwaterstandsdalingen die optraden sinds circa 1850 hebben gereconstrueerd op basis van landelijke kaartbeelden. Het blijkt dat de grondwaterstanden vooral vanaf de jaren vijftig sterk zijn gedaald. De daling lijkt ook na 1989 onverminderd te zijn doorgegaan. Dit zet vraagtekens bij de effectiviteit van het landelijke antiverdrogingsbeleid, voor zover van dat beleid nog sprake is. De kaarten kun­nen bijdragen tot een effectievere verdrogingsbestrijding.

Deze studie beschrijft het patroon van samenvallen van hoogwatergolven op Maas en zij­rivieren in Limburg. Aan de hand van gemeten waterstanden en afvoeren is het tijdsverschil tussen hoogwaterpieken op Maas en in Limburg uitmondende zijrivieren in beeld gebracht. Ook is de bijdrage van de zijrivieren aan de hoogwatergolf op de Maas gekwantificeerd en is gekeken naar de mogelijke invloed van de Maaswerken en ingrepen in de zijrivieren op het patroon van samenvallen. Uit deze studie blijkt dat het patroon van samenvallen verschilt per hoogwater. Echter voor nagenoeg alle bemeten hoogwaters lopen de zijrivieren vóór op de Maas. Dit impliceert dat het vertragen van hoogwatergolven op de zijrivieren het patroon van samenvallen ongunstig kan beïnvloeden. De Maaswerken zullen het patroon van samenvallen in het traject bovenstrooms van Roermond gunstig beïnvloeden en in het traject benedenstrooms van Roermond ongunstig beïnvloeden. De beïnvloeding is echter relatief klein.

Met het programma PEST (Doherty, 2002a) kunnen grondwatermodellen worden gekalibreerd, zoals onder andere beschreven in de NHV-specials 2 en 4 (Van der Valk en Boukes, 1997; Boukes, 2002). Bij eenvoudige modellen waarin homogeen verdeelde parameters worden aangenomen, hoeven slechts enkele parameters door PEST te worden berekend om een optimale fit met de gemeten waarden te verkrijgen. In dergelijke gevallen, met een beperkt aantal te optimaliseren parameters, is PEST goed in te zetten.

Om goed voorbereid te zijn op extreme gebeurtenissen, zoals hoge rivierwaterstanden of extreme neerslag, is het van belang te weten met welke kans dergelijke gebeurtenissen voorkomen. In de regel is slechts een beperkte hoeveelheid gegevens beschikbaar om deze schatting op te baseren. Om zoveel mogelijk kennis over de fysica in de schatting te betrekken zijn verschillende methoden ontwikkeld om met behulp van fysisch gebaseerde simulatiemodellen extreme waarden analyses uit te voeren. TNO Bouw heeft een probabilistische toolbox ontwikkeld, ProBox, waarmee verschillende methoden makkelijk toegankelijk worden. In dit artikel laten we zien dat ProBox ook toepasbaar is binnen de hydrologie, dit doen we aan de hand van een case study over extreme waterstanden in het IJsselmeer.

Overheid, natuurorganisaties, projectontwikkelaars en onderzoeksinstituten spenderen jaarlijks miljoenen euro’s aan monitoring van de kwaliteit van het freatische grondwater. De belangrijkste doelstellingen van deze monitoringsinspanningen zijn het bepalen van de huidige kwaliteit van het freatische grondwater en het detecteren van daarin eventueel aanwezige trendmatige veranderingen. Uit onderzoek van TNO is gebleken, dat de huidige praktijk van monitoring vaak verre van efficiënt is. In dit artikel wordt beschreven hoe meetnetbeheerders de kosten aanzienlijk kunnen terugbrengen door een kosteneffectieve monitoringsstrategie te bepalen en door de variatie in de meetgegevens te reduceren.

In toenemende mate worden er eisen gesteld aan de kwaliteit van het oppervlaktewater, bijvoorbeeld vanuit de Kader Richtlijn Water. Een belangrijk punt van zorg daarbij is de belasting van het oppervlaktewater met diffuse verontreinigingen, zoals nutriënten. Om de effecten van belasting-beperkende maatregelen te evalueren zijn modellen een onmisbaar instrument. De aard van het probleem stelt hierbij hoge eisen aan de te gebruiken modellen: een belangrijke eis is dat de modellen op landelijke of regionale schaal toegepast kunnen worden, en voldoende ruimtelijk en temporeel detail hebben om de toekomstige belasting naar het oppervlaktewater goed te voorspellen.

Al drie keer eerder werden verrassende uitkomsten in stromingen gepresenteerd in dit blad. In deze korte notitie wordt nog een uitkomst besproken die wellicht als verrassend omschreven mag worden. Het betreft de vorm van het intrekgebied van een put in een uniforme stroming, waarbij de put achter een ondoorlatende cilinder ligt.