Stromingen

Ik liep laatst zomaar tegen een vuistregel aan, een variant op de welbekende regel dat in het “Hollandse profiel” de invloedslengte van een ingreep te schatten is als 2 à 3, waarin ook wel bekend staat als spreidingslengte (Vuistregel 15 in Maas, 1996). In het algemeen zal in vrij afwaterende gebieden de regel voor het Hollandse profiel daar nog wel opgaan in het winterhalfjaar, maar als in het voorjaar de verdamping op gang komt zakt het water al gauw beneden het stuwpeil. Door het wegvallen van de dempende werking van oppervlaktewater breidt de invloed van een ingreep zich geleidelijk steeds verder uit, totdat de herfst aanbreekt en de sloten en andere ontwateringsmiddelen weer beginnen af te voeren. In dergelijke situaties is het zinvol om de invloed van een ingreep te definiëren als de invloed op de GLG (de Gemiddeld Laagste Grondwaterstand), want die wordt gemiddeld genomen aan het einde van het groeiseizoen bereikt. De GLG speelt een belangrijke rol in het beoordelen van schade, hetzij aan cultuurgewas, hetzij aan natuur, dus het is relevant om vuistregels daaraan te koppelen

Vuistregels in de hydrologie.

Voor oppervlaktewaterhydrologen is vegetatie soms meer een last dan een zegen. Begroeiing van sloten, kanalen, beken en uiterwaarden is namelijk hydraulisch ruw: het houdt het water tegen. En dat kunnen we niet gebruiken in deze tijden van toenemende afvoeren. Als vasthouden en bergen niet meer werkt, willen we ons overtollige water zo snel mogelijk kwijt en dan helpt het als het gladjes naar beneden stroomt.

Het onderstaande perpetuum mobilum heeft al heel wat mensen (ingenieurs) een tijd lang bezig gehouden. Een werkend model stond ooit op een tentoonstelling van Werktuigbouwkunde in Delft met de vraag waarom het niet werkt. Later heeft de vraag bij vrienden maanden lang op het prikbord gehangen, zonder einduitslag. Ook een discussie met een fysicus een flink aantal jaren terug bracht niet de oplossing. Het heeft inmiddels alles met stijghoogte en potentiële energie te maken en is daarom ook voor waterdeskundigen interessant. Het zou toch moeten werken? Aan de ene kant gaan de emmertjes met de zware kogel en afgedekt door een rubberen vlies naar beneden, en aan de andere kant weer omhoog, omdat bij het omkeren onderaan de onderzijde van de band de kogel in het vlies rolt, dit oprekt, waardoor het volume en dus opwaartse kracht van de emmertjes toeneemt, ergo het geheel voor eeuwig moet gaan draaien!

Het zal u wel zijn opgevallen dat deze rubriek langzamerhand met tussenpozen verschijnt. De voorraad vuistregels, die onaangeboord lag te wachten toen dit tijdschrift begon, is in de loop van negen jaar opgeraakt. Maar omdat er in de praktijk met enige regelmaat weer nieuwe worden gevonden, laten we Hatsi-kD gewoon voortbestaan. Blijf uw vuistregels dus gerust insturen! U kunt ze aan mij richten (kmaas@xs4all.nl of kees.maas@kiwa.nl), maar als u ze naar de redactie stuurt, komen ze ook terecht. Deze keer is er weer een aflevering van Huub Savenije.

Eerst een punt van orde: doordat ik deze rubriek al een poosje niet meer onderteken is het sommige lezers niet meer duidelijk dat ze hun inzendingen kunnen richten aan kees.maas@kiwa.nl. Iedereen die een vuistregel kent, of een compact presenteerbare wetenswaardigheid die met ons vak te maken heeft, is welkom. Verder haast ik me om te stellen dat ik deze HatsikD niet zelf gemaakt heb. Het is een inzending van Theo Olsthoorn. Ter aanvulling vooraf merk ik nog op dat de studentenversie van Matlab niet meer te koop is in de vorm die we destijds in een artikel in Stromingen aanprezen. Tegenwoordig is een collegekaart vereist, en de aanschaf omvat tevens Simulink en een symbolisch wiskundepakket.

De volgende inzending is van Marieke de Groen (ARCADIS – Ruimte en Milieu, Rotterdam) en Huub Savenije (IHE Delft / TU Delft).

Interceptie als functie van maandelijkse regenval; statistiek van regendagen en regenhoeveelheden

Om op stroomgebiedschaal te bepalen wat er gebeurt als de vegetatie, het klimaat, reservoirs of onttrekkingen veranderen, worden vaak maandelijkse waterbalans- simulatiemodellen gebruikt. Bijvoorbeeld, voor de Rijn hebben Kwadijk en Van Deursen het GIS-model Rhineflow ontwikkeld (1999). Op hetzelfde principe is STREAM gebaseerd, ontwikkeld door Resource Analysis (nu ARCADIS – Beleidsanalyse, Aerts e.a., 1999). ‘Lumped’ modellen hebben meestal dezelfde principes als GIS-modellen (zoals AQUA gemaakt door Hoekstra (1998) en gebruikt door RIVM en ICIS). Menig hydroloog heeft wel zijn eigen maandelijkse waterbalansmodel gemaakt, in een spreadsheet of anderszins.

Wie geïnteresseerd is in waterkwaliteit of verontreiniging kan niet zonder PHREEQC-2. Dit computer programma kan vrijwel elke combinatie van hydrochemische reacties uitrekenen, en het is de facto de standaard geworden omdat het zo goed werkt en vrijwel altijd convergeert. Het programma is gratis, zie www.xs4all.nl l-appt. Het is al ingebouwd in de MODFLOWIMT3D en een versie van HYDRUS met PHREEQC-2 is onderweg. Neem eens een druppel regenwater. Er zijn een aantal gassen uit de atmosfeer in opgelost. Als de druppel de grond raakt lossen diverse mineralen op, de koolzuur-gasdruk stijgt, en een deel van het water verdampt. Kan dat worden gemodelleerd? Jawel, geen enkel probleem. In PHREEQC worden een aantal keywords gebruikt om een probleem te definiëren. Er wordt begonnen met een SOLUTION Als gassen tot evenwicht oplossen zijn dat EQUILIBRIEPHASEC. Als mineralen in de bodem tot evenwicht oplossen (zoals kalk), worden die eveneens in de EQUILIBRIEPHASES gezet, en anders in KINETICS. Als een deel van het water verdampt, is dat een REACTION

De piekafvoer van een hoogwatergolf

In de vorige Hatsi-kD hebben we gezien hoe een hoogwatergolf zich voortplant. In dit artikel wil ik (Huub Savenije) iets vertellen over de afvoerpiek en de maximale waterstanden die langs de rivier optreden bij het passeren van de afvoergolf. Soms (vooral in afgelegen gebieden) kan de grootte van de afvoerpiek pas achteraf bepaald worden. Het enige dat ons dan ter beschikking staat is de verzameling van maximale waterstanden. Een lastig praktijkprobleem. Maar dit zou geen Hatsi-kD zijn als daar niet een oplossing voor was.

In de vorige nummers hebben we uitgebreid aandacht besteed aan de voortplanting van getijdengolven in estuaria. In dit nummer wil ik (Huub Savenije) mij richten op hoogwatergolven in rivieren.