Stromingen

Artikel naar aanleiding van het artikel “Metingen en proceskennis vereist voor nauwkeurige verdampingsberekening in grondwatermodellen”, van Bartholomeus e.a. in Stromingen, vol 19, #2 (2013).

Bij veel analyses van stijghoogtereeksen is het van belang te weten of en zo ja hoe, het karakter van die reeks structureel in de tijd verandert. In dit artikel zijn informatieproducten beschreven waarmee een visueel inzicht verkregen kan worden in veranderingen in de tijd alsmede een indicatieve toets of die veranderingen ook significant zijn. Daarbij is zowel het niveau als de spreiding van de stijghoogtereeks in beschouwing genomen. De informatieproducten zijn gebaseerd op eenvoudige en standaard statistische bewerkingen, die zich lenen voor volledige automatisering. In hoeverre een verandering van het niveau of de spreiding als structureel aangemerkt wordt is mede afhankelijk van de beschouwde tijdschaal. De methode is vooral bedoeld om snel inzicht te verkrijgen of een stijghoogtereeks in de loop van de jaren structureel is veranderd en niet voor een gedetailleerde trendanalyse.

Aan de hand van een systematische serie modelberekeningen zijn vuistregels afgeleid voor het gedrag van een enkele doublet en van uitgestrekte patronen van bronnen voor open WKO-systemen. Binnen ruime grenzen blijkt het thermische en hydraulische gedrag weinig afhankelijk van de dikte van de laag waarin wordt opgeslagen.
Dat geeft de plezierige mogelijkheid het gedrag per m1 dikte te beschrijven. De regel dat de bronafstand van een enkel doublet tenminste 3 keer de thermische straal dient te bedragen is wel erg voorzichtig. Vooral bij grotere systemen (thermische straal groter dan ongeveer 40 m) voldoet ook een bronafstand van 2 keer de thermische straal nog goed in een homogene aquifer. Handige vuistregels voor bronafstand, benodigde boordiameter en de resulterende afpomping bij de bronnen zijn opgesteld als functie van de bodemopbouw. Ook zijn globale regels gepresenteerd voor de maximaal haalbare capaciteit van een enkel doublet gegeven de bodemopbouw en beperkingen ten aanzien van boordiameter en afpomping. Voor een uitgestrekt patroon van bronnen (schaakbord of rijen) blijkt de maximale thermische capaciteit per hectare vrijwel onafhankelijk van de bodemopbouw (maar natuurlijk wel van de beschikbare dikte, zie hierboven). Bij een slecht doorlatend opslagpakket kan dit echter alleen worden behaald met zeer veel bronnen en dus tegen hoge kosten van bronnen en leidingwerk. Vooral bij een relatief hoge piekvraag (thermisch en daardoor hydraulisch) loopt het aantal bronnen en/of de brondiameter op.

De afgelopen jaren zijn er binnen de hydrologie met enige regelmaat artikelen verschenen waarin een discrepantie tussen meetgegevens en berekeningen naar voren komt. Dit heeft geleid tot een aanhoudende discussie over de kwaliteit en bruikbaarheid van meetgegevens en rekenresultaten die middels modellen dan wel statistische analyses worden verkregen. De afgelopen jaren heeft deze discussie zich onder meer toegespitst op de zogenaamde achtergrondverdroging. Deze achtergrondverdroging is naar aanleiding van statistische modellering van tijdreeksen afkomstig van peilbuisgegevens in het eerste watervoerende pakket door Rolf (1989) geïntroduceerd. Hierbij is onder meer het volgende geconcludeerd: Los van gebieden waar grondwaterwinning plaatsvindt en gebieden waar ruilverkaveling tot stand is gekomen, is ook in de rest van Hoog-Nederland vrij algemeen sprake van een gedaalde grondwaterstijghoogte van ca. 20 centimeter… Het is aannemelijk dat deze “achtergrondverdroging” zich indirect heeft gemanifesteerd via veranderingen van het peilregime in de Nederlandse beken als gevolg van opeenhoping van de effecten van verschillende menselijke ingrepen in het stroomgebied. De belangrijkste oorzaak van deze achtergrondverdroging moet worden gezocht in de toename van waterhuishoudkundige ingrepen in de eind 50-er en begin 60-er jaren. Over deze achtergrondverdroging, die recentelijk ook wel achtergrondverlaging wordt genoemd (Van den Akker 2013), heeft de NHV een themabijeenkomst gepland. Dit artikel is geschreven naar aanleiding van de uitnodiging van de NHV om deel te nemen aan de discussie over achtergrondverlaging.

Om veranderingen in het waterbeheer te vertalen naar landbouwopbrengsten zijn in Nederland drie methodes operationeel: de HELP-tabellen, de TCGB-tabellen en AGRICOM. Door de landbouw, de waterbeheerders en de waterleidingbedrijven is lang aangedrongen op een herziening van deze methodes (o.a. Van Bakel en Heijkers (2004)), omdat die verouderd zijn. Er is nu een eerste stap gezet naar een nieuwe, meer (klimaat)bestendige, methode. De agrohydrologische modelcode SWAP vormt in
deze methode de kern voor het afleiden van schadefuncties. SWAP is daarbij uitgebreid met nieuwe of verbeterde modules voor de berekening van directe hydrologische effecten van natschade (zuurstofstress) en zoutschade.