Stromingen

In watersysteemanalyses en effectbepalingen zijn water- en stofbalansen een belangrijk onderdeel. De ervaring van veel waterschappen is echter dat het moeilijk is om stofbalansen voldoende sluitend te krijgen. Mogelijk worden daardoor niet de meest effectieve maatregelen gekozen. Inzicht in de onzekerheden van de diverse balansposten is van belang om dit te verbeteren. De STOWA heeft daarom het initiatief genomen een tool te laten ontwikkelen om onzekerheidsanalyses van stofbalansen uit te voeren. Met deze tool kan de foutenvoortplanting in een balans analytisch worden doorgerekend, ook voor ontbrekende waarden. De tool is eind 2012 gereed gekomen en wordt beschikbaar gesteld door de STOWA via www.modelwalhalla.nl

In de afgelopen jaren heeft onder hydrologen en ecologen een tamelijk felle discussie plaatsgevonden over het fenomeen achtergrondverdroging.

In deze publicatie beschouw ik een basaal kwantitatief hydrologisch probleem dat van belang kan zijn voor het ontstaan van achtergrondverdroging. Ik richt me daarbij op het ontstaan van een verlaging van de stijghoogte in gedeeltelijk afgesloten grondwater en de doorwerking daarvan naar het freatische grondwater. In dit verband is het daarom beter om te spreken van achtergrondverlaging van de grondwaterstijghoogte, omdat verdroging per definitie betrekking heeft op een specifiek milieuprobleem binnen natuurgebieden.

De onderwaterbodem kan een belangrijke fosforbron zijn in sloten. Vandaar dat Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden voor deze wateren de fosfornalevering uit de slootbodem heeft gekwantificeerd. De gebruikte methoden zijn relatief goedkoop en geven ook andere waterbeheerders de kans om aan de slag te gaan met de kwantificering van deze fosforbron. Ondanks onzekerheden en verbeterpunten zorgt de kwantificering voor een duidelijke verbetering van de mogelijkheden om fosforbalansen op te stellen. Daardoor is de aanstaande generatie KRW-maatregelen aanzienlijk beter te onderbouwen.

Remote sensing is de verzamelterm voor diverse vormen van aardobservatie. De meest klassieke vorm zijn de zwart-wit luchtfoto’s, terwijl tegenwoordig de Google Earth beelden van bijna de hele wereld het meest bekend zijn. Minder bekend zijn de observaties van het aardoppervlak door satellieten (spaceborne remote sensing). Hierin zijn verschillende categorieën te onderscheiden: optische sensoren die in diverse golflengtes de intensiteit registreren van de door het aardoppervlak gereflecteerde zonnestraling; passieve sensoren die de door het aardoppervlak uitgezonden langgolvige straling registreren (zogenaamde radiometers); en actieve sensoren die door middel van radiopulsen de afstand tot het aardoppervlak bepalen (RADAR en LiDAR). Observaties vanuit vliegtuigen (airborne remote sensing) zijn eveneens mogelijk. Deze kenmerken zich door een hogere ruimtelijke resolutie (meer detail zichtbaar) en registratie van een groter bereik aan golflengtes (hogere spectrale resolutie). Airborne remote sensing is relatief duur omdat de beelden slechts op bestelling worden gemaakt, in tegenstelling tot spaceborne gegevens die continu worden ingewonnen. Gebruik van remote sensing data voor diverse commerciële- en onderzoekstoepassingen wordt gestimuleerd door middel van het de Satellietdataportaal (http://www.spaceoffice.nl/nl/Satellietdata- portaal). In dit door de overheid gefinancierde portaal worden ruwe beelden van diverse satellieten gratis beschikbaar gesteld. De beschikbaarheid van nieuwe remote sensing gegevens voor de nabije toekomst is gegarandeerd door de lancering van de Landsat Data Continuity Mission door NASA, in februari dit jaar, en door de ‘Sentinel’ reeks observatiesatellieten die vanaf 2014 gelanceerd worden door de European Space Agency (ESA) (Berger e.a., 2012).

Stuwen en sluizen in waterlopen vormen een obstakel voor vissen die naar hun paaigebieden trekken. Ze scheiden de waterloop in een bovenpand en benedenpand en veroorzaken daarmee lokaal een onoverbrugbare barrière voor vissen. Er is in Nederland een grote KRW-opgave om vissen weer ongestoord te kunnen laten trekken.
Met een vispassage wordt een doorgaande route voor vissen langs deze barrières gecreëerd door bijvoorbeeld het grote verval te verdelen in een aantal kleinere vervallen die wel overbrugbaar zijn voor vissen. In de praktijk worden vispassages vaak ontworpen, op basis van ervaring en met (te) eenvoudige rekenregels, en vervolgens aangelegd. De juiste werking van deze vispassages wordt in veel gevallen onvoldoende onderbouwd en gemonitord. De vraag is dan of de grote financiële investeringen in
vispassages doeltreffend zijn. Tijdens het ontwerpen van een vispassage kan de voorziening vooraf met iets meer inspanning hydraulisch worden geoptimaliseerd en getoetst. Daardoor is met grotere zekerheid een uitspraak te doen over de werking van de vispassage onder de verschillende hydraulische omstandigheden die gedurende het jaar kunnen optreden. HKV heeft daarom het gereedschap VISTRAP ontwikkeld dat een gebruiker de mogelijkheid biedt om een vispassage hydraulisch te ontwerpen en
te optimaliseren. Ook kunnen bestaande vispassages ermee getoetst worden op juist functioneren. VISTRAP is beschikbaar voor alle waterbeheerders in Nederland.

Samen met de neerslag, en eventuele oppervlakteafvoer, bepaalt de verdamping de hoeveelheid water die doorsijpelt naar het grondwater. Een nauwkeurige bepaling van de verdamping in hydrologische modellen is daarom van belang voor nauwkeurige simulaties van de grondwateraanvulling en de hoogte en dynamiek van de grondwaterstand.
Dat geldt voor de heersende weerscondities, maar ook voor scenarioanalyses zoals klimaatprojecties. Nagenoeg alle regionale hydrologische modellen gebruiken gewasfactoren voor het vaststellen van de potentiële verdamping. In dit artikel laten we zien dat het gebruik van deze empirische factoren kan resulteren in aanzienlijke fouten in de potentiële verdamping, en daarmee in de grondwateraanvulling. Vooral voor bossen kan de fout in het neerslagoverschot door gebruik van gewasfactoren tientallen procenten bedragen, zelfs als verdamping van interceptiewater expliciet wordt gesimuleerd. De conclusie dat het gebruik van gewasfactoren met grote onzekerheden is omgeven is niet nieuw. Hier laten we echter zien dat ook voor langjarig-(klimaat)-gemiddelde schattingen van de potentiële verdamping, de gewasfactorbenadering moet worden afgeraden. Voor nauwkeurige hydrologische analyses is het nodig te investeren in meetgegevens en op basis daarvan het verdampingsproces in modellen beter te schematiseren. Dit geldt niet alleen voor klimaatprojecties, maar ook voor het huidige klimaat.

De formule van Hooghoudt werd en wordt alom toegepast bij het ontwerpen van drainagesystemen. De formule houdt er rekening mee dat de drainageweerstand in meer of mindere mate afhankelijk is van de opbolling. In regionale studies wordt echter veelal uitgegaan van een constante drainageweerstand. Dat kan tot aanzienlijke systematische afwijkingen tussen gesimuleerde en werkelijk optredende variabelen zoals de grondwaterstand leiden. In een wat aangepaste vorm is de formule ook toepasbaar bij ontwerp en gebruik van drainagesystemen voor subinfiltratie. En als wordt bedoeld: drains gebruiken voor subinfiltratie, dus dan ook zo noemen.