Het eigen gewicht van freatisch grondwater of nogmaals: vergeten we iets?

In de vierde aflevering van de rubriek Rare Reeksen presenteerden Perry de Louw en Roelof Stuurman een zeer diepe grondwaterstandsreeks, die in de loop van ruim anderhalf jaar vrijwel geen fluctuaties vertoonde. Er waren alleen veel hoogfrequente wiebeltjes te zien van maximaal 15 cm (De Louw en Stuurman, 2005). Het filter stond zo diep en de bovenliggende lagen waren zo potdicht, dat de auteurs toestroming van water uit andere lagen uitsloten. Ze schreven de fluctuaties toe aan luchtdrukschommelingen die wel door de diver zouden worden opgepikt, maar die in werkelijkheid in de zeer diepe aquifer geen effect gehad zouden hebben. Dat lokte een reactie uit van Hans Leenen, die erop wees dat stijghoogtefluctuaties in diepere aquifers niet alleen op toestroming van grondwater hoeven te wijzen. Hij schreef daarover al eerder in dit blad, onder de titel: Modellering van niet-stationaire grondwaterstroming; vergeten we iets? (Leenen, 1999). In dat artikel betoogde hij dat freatische grondwaterstandsfluctuaties een variërende mechanische belasting van de onderliggende aquifers meebrengen, die wel moet doorwerken in de diepere stijghoogten, zelfs als de scheidende lagen potdicht zouden zijn. Zijn verwachting was dat variaties in het eigen gewicht van grondwater niet verwaarloosd mogen worden. De discussie naar aanleiding van Rare Reeksen 4 werd naar ons gevoel niet helemaal afgerond. In dit artikel diepen we het onderwerp verder uit. Het zal blijken dat het effect van (variaties van) het eigen gewicht van het freatisch grondwater wel onder bepaalde omstandigheden meetbaar moet zijn, maar dat het in het algemeen klein is ten opzichte van het effect dat de stroming van grondwater heeft op de stijghoogte in diepere aquifers. Alleen voor relatief goed afgesloten aquifers blijkt het effect niet verwaarloosbaar. De bepalende parameters zijn de weerstand van de bovenliggende afsluitende la(a)g(en), de elastische berging in de aquifer en de tijdschaal waarop de randconditie van het freatische grondwater zich afspeelt. De bottom line is dat van geval tot geval aan de hand van de karakteristieken van het probleem bekeken moet worden of het effect van (variaties van) het eigen gewicht van freatisch grondwater van belang is.