20120914080739

nº

44ste jaargang / 14 september 2012

18 /

2012

TIJDSCHRIFT VOOR WATERVOORZIENING EN WATERBEHEER

thema grondwater VOEDSEL EN ECONOMIE CENTRAAL TIJDENS WORLD WATER WEEK “OPPERVLAKTEWATER IS SCHONER, MAAR ER IS NOG VEEL TE DOEN” KLIMAATADAPTIEVE DRAINAGE TEGEN PIEKAFVOER EN WATERTEKORT

De (nabije) toekomst

D

e verkiezingen zijn achter de rug. De komende maanden moet duidelijk worden wat voor kabinet Nederland tot aan 2016 krijgt. Het waterbeheer zal onder geen enkel nieuw kabinet te lijden hebben; alleen de plaats van de waterschappen vormt in feite een twistpunt.

De discussies tussen de regerende partijen zullen vooral gaan over prioriteiten in de verdeling van de beschikbare gelden en de lasten van burgers en bedrijven. Voor het waterbeheer is in feite uitsluitend van belang hoeveel aandacht het kabinet schenkt aan natuur en milieu en veiligheid. Aandacht voor het laatste is redelijk

vanzelfsprekend, voor natuur en milieu voor sommige partijen niet.

Voor de toekomst van het waterbeheer in Nederland is verder van belang dat kennis niet verloren gaat. Door de vergrijzing van de bevolking verdwijnen veel mensen met ervaring, ook in de watersector. De aanwas van een kleine groep jongeren lost dit niet op. De sector zal verder vergrijzen. Alleen meer aandacht voor (technische) watergerelateerde opleidingen zou iets kunnen helpen.

En daarvoor kan steun van de nieuwe regering ook van belang zijn.

Peter Bielars

H2O tijdschrift voor watervoorziening en waterbeheer verschijnt ééns per 14 dagen Officieel orgaan van Stichting tot uitgave van het tijdschrift H2O en haar participanten: - Koninklijk Nederlands Waternetwerk - Vewin - Kiwa Water Holding BV Uitgever Rinus Vissers Redactie Peter Bielars (hoofdredacteur) Michiel van Zaane Jacques Geluk Postbus 122, 3100 AC Schiedam telefoon (010) 427 41 65 fax (010) 473 99 11 e-mail h2o@nijgh.nl Bezoekadres: Stationsplein 2, Schiedam Redactiesecretariaat Dora Pompe Redactieadviesraad Jos Peters (voorzitter) (DHV) Jan Hofman (KWR Watercycle Research Institute) Daphne de Koeijer (gemeente Rotterdam) Johan van Mourik (SKIW) Joris Schaap (Aequator) André Struker (Waternet) Cees Verkerk (Vewin) Advertentieverkoop Roelien Voshol (010) 427 41 54 Brigitte Laban (010) 427 41 52 Mediaorder Carola Sjoukes (010) 427 41 09 fax (010) 473 20 00 Abonnementenservice (010) 427 41 08 (van 9.00 tot 12.00 uur) e-mail abo@nijgh.nl fax (010) 473 20 00 Abonnementsprijs € 113,- per jaar excl. 6% BTW € 149,- per jaar voor buitenland € 8,50 losse exemplaren excl. 6% BTW Abonnementen gelden voor één jaar en worden – zonder tegenbericht – automatisch verlengd.

Opzeggingen dienen schriftelijk uiterlijk 6 weken voor het aflopen van de abonnementsperiode te geschieden aan bovenstaand postadres.

Druk en lay-out DeltaHage grafische dienstverlening, Den Haag Copyright Nijgh Periodieken B.V., 2012 Het auteursrecht op de inhoud van dit tijdschrift wordt uitdrukkelijk voorbehouden. Overname van artikelen alleen na schriftelijke toestemming van de uitgever. www.vakbladh2o.nl

inhoud nº 18 / 2012 / *thema 4 / Voedsel en economie centraal tijdens World Water Week in Stockholm Michael van der Valk

8 / Klimaatadaptieve drainage: middel tegen piekafvoeren en watertekorten* Gé van den Eertwegh, Leo Kuipers, Wim Klerks, Jan van Bakel, Lodewijk Stuyt, Ad van Iersel en Michelle Talsma

11 / Voorzuivering DWP Botlek in gebruik 12 / Haalbaarheid van Aquifer Storage and

4

Recovery in Indonesië* Robert Hoogeveen, Robert Mondeel, Rien Dam en Niels Robat

14 / Tien jaar Aqua for All Isabel Couwenberg

23 / Trendanalyse grondwaterstanden

11

Waterschap Rijn en IJssel toont na vroegere verdroging nu stabilisering* Inke Leunk, Gert van den Houten en Kees Maas

26

/ LGSI: een nieuw neerslagafvoerconcept voor de Leijgraaf* Martijn Kuipers, Dimmie Hendriks, Siebe Bosch en Jos Moorman

29 / Toepassing dynamisch peilbeheer vereist

14

innovaties* Annemiek van Doorn, Henk van Hardeveld en Linda Nederlof

32 / Effecten van peilgestuurde drainage* Joachim Rozemeijer, Hans Peter Broers, Laurens Gerner en Annemarie Kramer-Hoenderboom

34

/ Het belang van goede zuurstofmetingen bij grondwaterbemonstering* Matthijs Bont, Harry Boukes en Pieter Stuyfzand

38

/ 3D-landelijke modellering van grondwaterkwaliteit met NHI 2.2* Bas van der Grift, Gijs Jansen en Jarno Verkaik

45

/ Grondwatertoolbox voor vergunningverlening* Theo Kleinendorst, Jacob Oosterwijk, Michelle Talsma en Sander van den Tillaart

Bij de omslagfoto: Irrigatie via een klimaatadaptief drainagesysteem met de infiltratieput die verbonden is met een ondergrondse verzameldrain en drainagebuizen (zie pagina 8) (foto: Gé van den Eertwegh).

Voedsel en economie centraal tijdens World Water Week in Stockholm De World Water Week in Stockholm, die plaatsvond in de laatste week van augustus, trok dit jaar opvallend veel deelnemers uit Nederland. Na de Verenigde Staten, Zweden (het gastland) en Duitsland was Nederland met bijna 100 personen vertegenwoordigd, ook vanuit het bedrijfsleven. Twee jaar geleden werd hier en daar nog geroepen dat bijeenkomsten als de World Water Week geen Nederlands belang dienen. De grote Nederlandse belangstelling nu geeft aan dat velen, vaak op heel diverse onderwerpen werkzaam, deelname aan de World Water Week de moeite waard vinden. Er werd deelgenomen aan thematisch wetenschappelijke workshops, aan beleidsgerichte bijeenkomsten en er was volop gelegeheid om met tientallen internationale collega's te kunnen overleggen over gezamenlijke activiteiten. Te zien was dat Duitsland succesvol grote internationale programma’s en organisaties naar zich toetrekt en dat Zweden veel aandacht besteedt aan de strategische kennisinfrastructuur, die kwalitatief hoogwaardige banden met VN-organisaties, mondiale invloed op hoog niveau en een interessant plaatje voor het bedrijfsleven oplevert.

E

én van de interessante en druk bezochte bijeenkomsten was die waar het VN-jaar voor Watersamenwerking (2013) werd aangekondigd en waar de uitgenodigde vertegenwoordiger van de Nederlands overheid (Niels Vlaanderen van het ministerie van Infrastructuur en Milieu) samen met UNESCO de bokaal van de FAO overnam voor de organisatie van Wereldwaterdag volgend jaar in Nederland. De grote Nederlandse belangstelling dit jaar bleek ook tijdens een drukbezochte receptie die door een aantal Nederlandse partijen in de ambassade was georganiseerd.

De invloed van Nederlands onderzoek op het gebied van water bleek ook uit een rapport (‘The Water and Food Nexus: Trends and Development of the Research Landscape’) dat door SIWI en Elsevier tijdens de World Water Week is uitgebracht: Nederlandse artikelen op het gebied van water worden mondiaal het meest geciteerd (direct gevolgd door Zwitserland), met de TU Delft en Wageningen Universiteit als de universiteiten die met een vierde en zevende plaats in de top-10 van de wereld staan wat betreft

Pasquale Steduto, plaatsvervangend directeur Land en Water bij de FAO, overhandigt de UN-Waterbokaal aan Gretchen Kalonji van UNESCO en Niels Vlaanderen van het Nederlandse ministerie van Infrastructuur en Milieu (foto: Michael van der Valk).

invloed. Volgens het rapport wordt de laatste jaren steeds meer onderzoek naar watergebruik verricht. Dat is van groot belang, omdat de wereld in 2050 naar verwachting drie miljard mensen extra moet voeden zonder extra landbouwgrond of nieuwe

Prijzen De Stockholm Junior Water Prize werd gewonnen door drie jonge studenten uit Singapore voor hun onderzoek hoe klei kan worden gebruikt om verontreinigingen, in het bijzonder zeepachtige stoffen zoals die in schoonmaakartikelen en cosmetica worden gevonden, uit afvalwater te verwijderen.

De Stockholm Industry Water Award ging naar PepsiCo voor hun inzet voor hogere waterefficiëntie, die in het jaar 2011 een besparing van bijna 16 miljoen kubieke meter water opleverde. Zoals directeur Waterprojecten van de World Business Council for Sustainable Development, Joppe Cramwinckel, zei: “PepsiCo heeft een hoge standaard voor de eigen productlijn opgesteld en aangetoond dat verantwoordelijk watergebruik ook zakelijk zinvol is."

Het International Water Management Institute (IWMI) ontving uit handen van de Zweedse koning Carl XVI Gustaf de 2012 Stockholm Water Prize voor baanbrekend onderzoek om waterbeheer in de landbouw te verbeteren, met veel aandacht voor voedselzekerheid, een gezond milieu en armoedebestrijding in ontwikkelingslanden. De prijs bestaat uit een geldbedrag van 150.000 Amerikaanse dollar en een kristallen sculptuur.

4

H2O / 18 - 2012

waterbronnen. Droogte wordt genoemd als de belangrijkste bedreiging voor voedselproductie in dichtbevolkte ontwikkelingslanden.

Competitie om water Binnen het thema van de World Water Week, ‘Water and Food Security’, bracht het Stockholm International Water Institute (SIWI) een rapport uit met de pakkende titel ‘Feeding a thirsty world: Challenges and opportunities for a water and food secure world’. Deskundigen van SIWI, IWMI en de FAO beschrijven hierin hoe de huidige trend van voedselproductie kan leiden tot toenemende voedseltekorten en grote competitie om water, op vele plekken ter wereld - een bekend verhaal voor wie het mondiale waternieuws een beetje volgt.

Gedurende de week vonden vele sessies plaats over het onderwerp, inclusief de water-energie-nexus, een hip onderwerp momenteel. Zo hield een Duits-Zweedse sessie zich uitgebreid bezig met efficiënter watergebruik teneinde de voedselzekerheid te verbeteren.

verslag

Michel Jarraud, secretaris-generaal van de WMO, benadrukte het belang van goede gegevens voor waterbeheer.

Wat is er nodig om voedselproductiesystemen te verbeteren van uitgebreide oppervlakte-irrigatie naar meer intelligente en meer duurzame systemen? Wat is, behalve water, nog meer nodig om om te kunnen gaan met klimaatverandering binnen de landbouwen watersector in droge gebieden? Dit waren vragen die de hele week weer naar boven kwamen, zowel bij de voedselsessies als bij sessies over klimaatadaptatie, een onderwerp dat zeer actueel blijft en reeds jaren geleden vanuit het uiterst effectieve samenwerkingsprogramma CPWC is geagendeerd, en door de World Water Week is omarmd.

WaterAid, onder meer in Zweden extra actief nu de voormalige directeur van de World Water Week daar de leiding heeft, wist te melden dat de huidige jaarlijkse bijdrage per persoon voor de levering van water en sanitatie voor Afrika bezuiden de Sahara ongeveer gelijk zijn aan die voor een kop koffie (2,39 dollar per jaar). Het is moeilijk om te geloven dat dit enige impact zal hebben.

Interessant is ook een nieuw rapport van de World Bank dat oproept tot betere internationale samenwerking in internationale stroomgebieden; dit vanuit het perspectief van toenemende gevoeligheden van de prijzen van voedsel en energievoorziening wereldwijd. Terwijl de vraag naar water mondiaal toeneemt, wordt het watergebruik gemaximaliseerd voor vaak met elkaar botsende gebruikers: voedsel, energie, toerisme, natuur, industrie, huishoudens, etc.

Samenwerking op het gebied van water levert veel economische voordelen op, weet de World Bank uit eigen ervaring.

Alice Aureli, hoofd Grondwater bij UNESCO, lichtte toe dat grondwater essentieel is voor zowel klimaatadaptatie als voedselzekerheid.

Toekomst Zoals ieder jaar was de World Water Week in Stockholm hét mondiale waternetwerkevenement, al waren er dit keer minder deelnemers uit Azië en Zuid-Amerika. Afrika blijft evenwel een belangrijk continent voor de waterontwikkelingsactiviteiten.

De World Water Week sloot af met een visie van jonge waterdeskundigen op de prioriteiten voor nu, teneinde in 2050 water- en voedselzekerheid te kunnen garanderen. De visie is in belangrijke mate tot stand gekomen via sociale media en is samengevoegd met de conclusies uit meer dan 100 sessies. Wie geïnteresseerd is kan het nalezen op www.worldwaterweek.org.

Gedurende de week vierde het International Water Resource Economics Consortium het eenjarige jubileum met een tweedaagse conferentie.

Het Global Water Partnership benoemde een nieuwe voorzitter: Ursula Schaefer-Preuss, effectief vanaf begin 2013. Haar vorige functie was vice-voorzitter voor Kennismanagement en Duurzame Ontwikkeling bij de Asian Development Bank in Manila.

meren dat ze de voorkeur gaf aan terminologie die iets uitlegt in plaats van politieke uitdrukkingen.

Economie In haar eindconclusies benadrukte professor Malin Falkenmark van het Stockholm International Water Institute (SIWI) niet alleen de aspecten die van belang zijn voor de water- en voedselgemeenschap (klimaat, nutriënten, irrigatie), maar ook hoe externe factoren hierop ingrijpen. Ze ging in op governance vanuit het perspectief van gezonde ecosystemen en mondiale voedselzekerheid. Overexploitatie van aquifers bijvoorbeeld is mede het gevolg van irrigatie voor grote hoeveelheden voedsel dat wordt weggegooid. Ze sloot af met de boodschap dat de term ‘groene productie’ nader dient te worden gedefinieerd: gaat het om rainfed landbouw, om productie van wetlands of om een economische theorie?

Wellicht zelfs om een combinatie van deze en andere termen. Falkenmark liet doorsche-

Malin Falkenmark van het organiserende Stockholm International Water Institute (SIWI).

Dwars door alle thema’s van water, voedsel, klimaat en sanitatie heen was dit jaar een economisch dwarsverband bespeurbaar. Dit is er mogelijk altijd al geweest maar werd dit keer meer benadrukt dan voorheen. De waterkringloop gaat door maar zonder economische en financiële impulsen is de invloed hierop gering, in het bijzonder wanneer het gaat om het bijdragen aan verandering in de invloed van mensen op de waterkringloop. Meer aandacht voor de financiële en marktaspecten lijkt daarom aan de orde - de portemonnee als drijfveer voor ontwikkeling.

Michael van der Valk foto's: SIWI

De World Water Week sloot af met de boodschap dat de belangstelling van jongeren en vrouwen voor water cruciaal is.

H2O / 18 - 2012

5

Oppervlaktewater is schoner, maar er is nog veel te doen Het Nederlandse oppervlaktewater bevat heel wat minder bestrijdingsmiddelen dan enkele decennia geleden. De winst dateert voornamelijk van vóór 2001. Sindsdien is de situatie - met uitzondering van enkele probleemgebieden in Zuid-Holland en Gelderland - stabiel, ondanks een toename van het aantal middelen en het gebruik ervan. In hun boek ‘Bestrijdingsmiddelen en waterkwaliteit’ stellen de Leidse onderzoekers Geert de Snoo en Martina Vijver dat de algehele waterkwaliteit verder kan verbeteren door het vergroten van bufferzones en het verplichten van sterk driftreducerende spuitdoppen.

Het voorkomen van nutriënten in het water is niet specifiek meegenomen in het boek, maar De Snoo is wel voor een koppeling van alle beschikbare meetgegevens.

“D

e landbouw in Nederland wordt steeds intensiever. Qua exportwaarde van onze agrarische producten staan we wereldwijd in de top 5. Agrariërs benutten hun velden optimaal voor het telen van hun producten, maar erlangs lopen heel wat slootjes waarmee de waterschappen de waterstanden regelen.

In totaal gaat het in Nederland om 350.000 kilometer aan sloten. Om ervoor te zorgen dat niet te veel bestrijdingsmiddelen onbedoeld in het water terechtkomen is vakmanschap nodig”, constateert Geert de Snoo.

“Er komen nog veel overschrijdingen voor, maar als je een vergelijking maakt met vroeger is heel wat winst geboekt. Ruim tien jaar geleden werkte de introductie van spuitvrije bufferzones goed; ze zorgde voor een grote afname. Sindsdien is echter sprake van stilstand. De milieubelasting vermindert terwijl het aantal metingen toeneemt. De milieueisen zijn strikter dan toen, waardoor bestrijdingsmiddelen nu vaak minder schadelijk zijn. Tegelijk wordt méér gespoten, omdat agrariëres - mogelijk vanwege de opwarming van de aarde en het grilligere neerslagpatroon - vaker schimmels signaleren.”

Bij de bollenteelt is rond 2001 een bufferzone van 1,5 meter ingesteld. Dat hielp. Bij andere teelten was dat een halve meter en bij sommige zelfs 25 centimeter. “Dan hoeft het bijvoorbeeld maar een beetje harder te waaien en het bestrijdingsmiddel komt toch in het oppervlaktewater terecht. Daarom stellen we voor voortaan een bufferzone van 1,5 meter in te stellen voor álle gewassen bij elke watergang”, zegt De Snoo. Door zogeheten 90 procent driftreducerende spuitdoppen in alle gevallen verplicht te stellen, kunnen boeren bovendien voorkomen dat bestrijdingsmiddelen door verwaaiing buiten het te bespuiten perceel in het water belanden. “De 90 procent spuitdoppen schrijven we nu alleen voor wanneer uit de risicoanalyse blijkt dat de hoeveelheid bestrijdingsmiddelen die in het water terechtkomt, de norm overschrijdt. Op dit moment zijn doppen verplicht die de drift met 50 procent laten afnemen. Afhankelijk van het gebruikte middel gelden strengere voorschriften. “ “Zo’n 60 procent van de agrariërs volgt de regels echter niet. Daarom zeg ik: wanneer je altijd een maximaal driftreducerende dop gebruikt, is aanpassing aan verschillende klassen bestrijdingsmiddelen (zoals

herbiciden of insecticiden) niet meer nodig en zit je altijd goed. Ook als de wind ineens opsteekt en blijkt dat de 50 procent reducerende dop, zelfs wanneer die voor die bepaalde teelt is toegestaan, onvoldoende veilig is. Het voorzorgprincipe en handhaving, wat nu te weinig gebeurt, blijven belangrijk.”

Probleemgebieden Hoewel het oppervlaktewater gemiddeld over het land gezien veel schoner is dan de onderzoekers aanvankelijk dachten, zorgen agrariërs op één à twee procent van het landbouwareaal voor grote problemen. Het betreft met name de afwateringsgebieden in de regio’s Delfland en Rijnland in ZuidHolland en de Bommelerwaard in Gelderland. Het gaat hier om teelten van maïs en bollen en teelt in kassen (zie voor de normoverschrijdingen de kaarten, red.). De hoeveelheid en de intensiteit van de metingen verschilt weliswaar per gebied, maar het algehele beeld klopt. We hebben gemeten volgens de Nederlandse en de Europese norm (de gemiddelde overschrijdingswaarde in een jaar) en zijn bovendien uitgegaan van een geïntegreerde weten-

Een ruimtelijk overzicht van de gesommeerde normoverschrijding (SNO) op basis van metingen uit 1998, 2004 en 2009.

6

H2O / 18 - 2012

actualiteit

Door overal een bufferzone van 1,5 meter in te stellen, blijft het oppervlaktewater in sloten schoner.

schappelijke benadering. De metingen waren op zich hetzelfde, maar de berekeningen verschilden. We hebben alle drie de methoden gebruikt en in alle gevallen zijn dezelfde gebieden er uitgekomen met de grootste overschrijdingen.”

Overleg met waterbeheerders De problemen in deze specifieke aandachtsgebieden kunnen verminderen door regionale inperking van het gebruik van bepaalde middelen, die dus elders wel toegestaan blijven, en/of het realiseren van effectieve regionale projecten. De Snoo: “Maar we moeten nu eerst proberen of agrariërs door verder van de kant te blijven en 90 procent driftreducerende spuitdoppen te gebruiken, ook hier binnen de norm kunnen blijven. Daarnaast is het goed als de betrokkenen om tafel gaan zitten met waterbeheerders, die immers de sleutel tot succes in handen hebben. Bekend is dat projecten waarbij waterbeheerders betrokken zijn, enorme milieuwinst opleveren. Zij kunnen de telers, de industrie en andere actoren laten zien dat alleen al door gebieden iets anders te richten en daar open over te praten met anderen, veel te bereiken valt. Wanneer dat niet de gewenste verbetering van de waterkwaliteit teweegbrengt, zijn stringentere maatregelen nodig in deze notoire aandachtsgebieden.”

‘Te veel nutriënten in water’ De hoeveelheid bestrijdingsmiddelen mag meevallen, maar dat wil nog niet zeggen dat ook andere vervuilingsbronnen uit het oppervlaktewater zijn verdwenen. Koppeling met de resultaten van onderzoek naar het voorkomen van andere middelen en stoffen, zoals metalen en nutriënten, levert een completer beeld op. In het Platformartikel ‘Toestand en trends nutriënten in landbouwspecifiek oppervlaktewater’ (H2O nr. 14/15, pag. 51) concluderen onderzoekers Janneke Klein, Joachim Rozemeijer, Hans

Peter Broers en Marianne Mul namelijk dat de waterkwaliteit in sloten en beken in driekwart van de landbouwgebieden niet voldoet aan de normen voor stikstof of fosfor en dus onvoldoende is: “Het mestbeleid heeft vanaf 1986 wel voor verbetering gezorgd maar verdere maatregelen zijn nodig.” Ze baseren zich daarbij op meetgegevens uit het nieuwe Meetnet Nutriënten Landbouw Specifiek Oppervlaktewater (MNLSO).

Samenhangend landelijk meetnet?

Voor hun boek ‘Bestrijdingsmiddelen en waterkwaliteit’, dat geïnteresseerden en belanghebbenden op een heldere manier informeert over het voorkomen van bestrijdingsmiddelen in oppervlaktewater, hebben De Snoo en Vijver zich gebaseerd op metingen van alle waterbeheerders in Nederland. Rijksoverheid en waterschappen meten concentraties van bestrijdingsmiddelen in het oppervlaktewater, zodat ze zicht krijgen op de waterkwaliteit. Regionale waterbeheerders stemmen hun metingen onderling af, maar maken hun eigen afwegingen. Een samenhangend landelijk meetnet ontbreekt. De Europese Kaderrichtlijn Water verplicht waterbeheerders in elk geval de prioritaire stoffen te meten op een aantal representatieve meetpunten, waaronder enkele bestrijdingsmiddelen (vooral ‘oude’ stoffen als DDT, dieldrin, atrazine, chloorfenvinfos en chloorpyrifos).

Daarnaast doen de meeste waterbeheerders systematisch metingen naar een grotere groep bestrijdingsmiddelen om te zien of de belasting van het oppervlaktewater in de loop der jaren toe- of afneemt en of er specifieke knelpunten zijn. De Snoo: “We houden alle gegevens al lang bij in rapporten en zetten die vervolgens op internet. We vonden het zaak alles weer eens netjes op een rij te zetten in een boek en dat gratis te verspreiden, zodat alle geïnteresseerden er kennis van kunnen nemen. Het leuke is dat het precies 50 jaar na het boek ‘Dode lente’

(‘Silent Spring’) is verschenen, waarin Rachel Carson indringend op de gevaren van bestrijdingsmiddelen wijst.”

Bestrijdingsmiddelenatlas Het is volgens De Snoo interessant zoveel mogelijk uit de meetprogramma’s te halen door alle stoffen en middelen die in watermonsters voorkomen, mee te nemen in de analyses. “De resultaten kunnen we koppelen aan onze nationale bestrijdingsmiddelenatlas op internet, waarin door afzonderlijke waterbeheerders verzamelde gegevens zijn opgenomen van 680 actieve ingrediënten (inclusief metabolieten) die tussen 1997 en 2009 eenmaal of vaker zijn gemeten. Per stof geeft de atlas aan tot welke groep zij behoort (herbicide, insecticide, enz.) of dat het gaat om een metaboliet.”

Volgens De Snoo groeit het aantal gemeten actieve stoffen snel. ”Bundeling van deze resultaten met gegevens over andere stoffen heeft in zijn visie meerwaarde. Er hoeft maar één keer te worden gemeten en geïnteresseerden kunnen bijvoorbeeld snel ontdekken dat het qua bestrijdingsmiddelen in het oppervlaktewater de goede kant opgaat en qua metalen of nutriënten minder. Doordat ze kunnen zien wat goed is en waar nog een slag nodig is, kunnen onderzoekers elkaar scherp houden. Richting de achterban van de waterschappen, Rijkswaterstaat, het publiek en de overheid kunnen we dus wat betreft informatievoorziening nog veel doen. We hebben er al eerder voor gepleit om bijvoorbeeld metalen toe te voegen, maar dat vraagt meer tijd en ruimte. De overheden moeten daarom aangeven dat ze die transparantie belangrijk vinden.”

De Snoo denkt dat de baten zeker zullen opwegen tegen de kosten.

‘Bestrijdingsmiddelen en waterkwaliteit’ door Geert de Snoo en Martina Vijver (redactie) telt 180 pagina’s (ISBN 978-90-5191-170-1) en is gratis te bestellen via: boek@cml.leidenuniv.nl.

H2O / 18 - 2012

7

Klimaatadaptieve drainage: middel tegen piekafvoeren en watertekorten Klimaatadaptieve drainage is een nieuwe methode om water vast te houden in de bodem van een perceel via een samengesteld drainagesysteem dat online traploos stuurbaar is. Hierdoor kunnen piekafvoeren die het gevolg zijn van een grilliger neerslagpatroon, gereduceerd worden. Daarnaast kan het vasthouden van water in de bodem leiden tot minder behoefte aan aanvoerwater tijdens droge perioden. De bodem wordt een middel om effectiever waterbeheer te dienen. De waterbeheerder én de agrariër kunnen ermee aan de gang, wat FutureWater betreft. Dit bedrijf leidt een consortium dat verder bestaat uit STOWA, Alterra, De Bakelse Stroom, drainagedeskundige Ad van Iersel en Kuipers Electronic Engineering.

F

utureWater voert sinds vorig najaar drie veldproeven uit op locaties in Zuid- en Oost-Nederland.

Daarnaast simuleert het met computermodellen de veldsituatie op de drie locaties.

De techniek wordt nu getest in de praktijk.

Met de betrokken waterbeheerders en agrariërs gaat men de resultaten evalueren.

Samen met lopend onderzoek naar juridisch-bestuurlijke aspecten en een kostenbatenanalyse moet begin 2013 een meer grootschalige toepassing van klimaatadaptieve drainagesystemen mogelijk zijn.

Water in de bodem vasthouden Klimaatveranderingen in termen van neerslag, temperatuur, verdamping en wind leiden tot heroverwegingen in waterbeherend Nederland. Het KNMI publiceerde in

Afb. 1: Werking en principe van klimaatadaptieve drainage.

2006 haar eerste klimaatscenario’s; in 2009 volgden aanvullingen. Volgend jaar volgt een actualisering: de KNMInext-scenario’s.

Mitigatie en adaptatie zijn binnen allerlei sectoren actueel. Door waterbeheerders is sinds het Nationaal Bestuursakkoord Water (uit 2003) veel aandacht geschonken aan

Afb. 2: Bediening van klimaatadaptieve drainagesystemen in normale omstandigheden door de agrariër en tijdens zware neerslag door de waterbeheerder.

maatregelen in en om het open water in termen van bergend vermogen en pompcapaciteit. Ook zijn waterbergingsgebieden in opkomst gekomen, gepland en aangelegd. De bodem als medium om water op te slaan biedt binnen grote arealen in Nederland mogelijkheden die tot nu toe niet of nauwelijks zijn benut. Water vasthouden in de bodem is het devies, waardoor de oplossingsrichting voor klimaatadaptatie zich nu ook buiten het

Klimaatadaptieve drainage wordt door waterbeheerders gezien als een effectieve maatregel om toenemende piekafvoeren als gevolg van klimaatverandering te reduceren.

Agrariërs hebben ook aangegeven mee te willen werken aan klimaatadaptieve drainage, waarbij voor hen de te verwachte extra droogte als gevolg van klimaatverandering geheel of gedeeltelijk teniet gedaan kan worden.

Het gehele systeem van klimaatadaptieve drainage is hydrologisch-technisch realistisch en levert een wezenlijke bijdrage aan het terugdringen van de te verwachte extra piekafvoeren als gevolg van klimaatverandering. De financiële analyse in een vorig onderzoek laat zien dat klimaatadaptieve drainage kosteneffectief ingezet kan worden. Een nadere analyse vindt dit jaar plaats.

Een voorlopige schatting is dat bij ongeveer de helft van de waterschappen geschikte gebieden liggen voor klimaatadaptieve drainage. Bij elk van deze waterschappen zijn waarschijnlijk vijf tot 20 geschikte klimaatadaptieve drainage gebieden te vinden. Een eerste globale schatting levert dus 65 tot 260 geschikte gebieden in Nederland op.

8

H2O / 18 - 2012

actualiteit

Afb. 3: Ligging van drie pilotgebieden in Nederland.

open water bevindt. Klimaatadaptieve drainage biedt waterbeheerders de kans de bodem actief in het waterbeheer te betrekken.

Het klimaatadaptieve drainagesysteem moet de piekafvoeren kunnen reduceren door water tijdens buien in de bodem vast te houden. Daarnaast is water vast te houden voor droge tijden door geen neerslagwater af te voeren. Mogelijk heeft het drainagesysteem ook voordelen voor de chemische samenstelling van het drainagewater, zoals bij peilgestuurde drainagesystemen2). Dit aspect is nog niet meegenomen in dit project.

Werking systeem Afbeelding 1 toont de werking en het principe van klimaatadaptieve drainage. Het systeem bestaat uit een samengesteld, peilgestuurd drainagesysteem op een perceel van vijf à tien hectare en een elektronische regelaar voorzien van een stelmotor, sensoren en telemetrie in de verzamelput. De regelaar is via internet bedienbaar. De drainagebasis kan traploos 60 à 70 cm in hoogte variëren.

De regelaar werkt op netspanning danwel via zonnepanelen op accu’s. Is nu de grondwaterstand op een perceel te hoog, dan verlagen we via de regelaar het drainageniveau. Willen we de grondwaterstand verhogen en water vasthouden in de bodem van het perceel, dan kunnen we de drainage afremmen of zelfs geheel blokkeren. Omdat gedraineerde percelen snel reageren op verlaging van het drainageniveau en er bovendien kan worden gewerkt met weersverwachtingen, kan op het scherpst van de snede worden gestuurd. Het drainagesysteem is aangesloten op telemetrie en alle activiteiten en metingen van de sensoren, zoals de grondwaterstand op het perceel, worden centraal in een databank opgeslagen.

Eind dit jaar kan klimaatadaptieve drainage op grote schaal ingezet worden, als de resultaten van de veldproeven voldoende positief zijn.

Waterbeheerders en agrariërs aan het stuur De essentie van het beheer van klimaatadaptatieve drainage is dat zowel de agrariër als

Sub-irrigatie via een klimaatadaptief drainagesysteem in Marwijksoord. Het water in de sloot dient als bron. Op de voorgrond de infiltratieput, die verbonden is met de ondergrondse verzameldrain en drainagebuizen (foto: Gé van den Eertwegh).

Afb. 4: Waterbeheer met klimaatadaptieve drainage te Rijsbergen afgelopen mei. Op de verticale as staat de grondwaterstand (m-mv). Op 11 mei is het drainageniveau omlaag gestuurd om het grasland te kunnen maaien. Dit gebeurde op 15 mei, waarna het drainageniveau weer omhoog is gestuurd om water vast te houden. ͲϬ͕ϰ

ĚƌĂŝŶĂŐĞďĂƐŝƐ ŽŵůĂĂŐ ŐĞƐƚƵƵƌĚ

ͲϬ͕ϱ ͲϬ͕ϲ ͲϬ͕ϳ ͲϬ͕ϴ ͲϬ͕ϵ ĚƌĂŝŶĂŐĞďĂƐŝƐ ŽŵŚŽŽŐ ŐĞƐƚƵƵƌĚ

Ͳϭ͕Ϭ Ͳϭ͕ϭ Ͳϭ͕Ϯ ϭϬͲϬϱͲϭϮ

ϭϱͲϬϱͲϭϮ

ϮϬͲϬϱͲϭϮ

de waterbeheerder het systeem kan en mag bedienen (zie afbeelding 2). Onder normale condities zit de agrariër aan het stuur. Als zware neerslag op komst is en wateroverlast dreigt, zou het waterschap de besturing kunnen overnemen, teneinde maximaal water vast te houden op het perceel om daarmee wateroverlast door piekafvoeren te beperken. Bestuurlijk-juridisch gezien is dit een novum, want twee beheerders zullen afspraken met elkaar moeten maken en

ϮϱͲϬϱͲϭϮ

ϯϬͲϬϱͲϭϮ

wellicht een regeling moeten treffen, al dan niet via een vergunning en/of vergoeding.

Het beheer van klimaatadaptieve drainage is één van de verschillen met peilgestuurde drainage3).

Pilots, metingen en berekeningen Op drie locaties in Nederland zijn veldpilots aangelegd: in Rijsbergen, Haaksbergen en Marwijksoord (zie afbeelding 3). Eén en ander is in nauw overleg uitgevoerd met de

H2O / 18 - 2012

9

waterschappen Hunze en Aa’s, Regge en Dinkel en Brabantse Delta. In Haaksbergen werken we nauw samen in het project ‘Landbouw op Peil’ van regio Rijn-Oost. Er zijn nieuwe drainagesystemen aangelegd, met drainbuizen op zes meter afstand en op een diepte van ongeveer 1,2 m-m.v. De proeven zijn sinds kort uitgebreid met sub-irrigatie. We proberen zo via klimaatadaptieve drainage water ondergronds te infiltreren om de wortelzone van de gewassen te voeden met water (zie foto).

Draagvlak voor (klimaat)robuuste variant van de HELP-tabellen Onder aanvoering van STOWA is een breed draagvlak gerealiseerd voor het ontwikkelen van een nieuwe methode voor het bepalen van de landbouwopbrengsten die afhankelijk zijn van agrohydrologische omstandigheden. Met deze methode kunnen de in de jaren ‘80 ontwikkelde HELP- en TCGB-tabellen worden vervangen door nieuwe en klimaatrobuuste opbrengstfuncties.

Als voorbeeld van de werking van klimaatadaptieve drainage is medio mei de sturing van het drainageniveau te Rijsbergen afgestemd op het maaien van de eerste snede grasland. In afbeelding 4 is te zien dat de grondwaterstand op 10 mei ongeveer op 0,6 meter beneden maaiveld stond. Dit was een te hoog niveau om met machines het perceel te berijden en het gras te maaien en in te kuilen. Op 11 mei is daarom het drainageniveau omlaag gestuurd. Het maaien gebeurde op 15 mei, het gras is op 16 mei ingekuild, waarna het drainageniveau weer omhoog is gestuurd om water vast te houden.

De werkzaamheden zijn momenteel in volle gang. Eind dit jaar zullen we onze bevindingen rapporteren. We genereren daarmee een integraal overzicht van techniek, modelsimulaties, juridisch-bestuurlijke aspecten en een kostenbatenanalyse.

Op basis hiervan kunnen waterschappen en agrariërs besluiten om klimaatadaptieve drainage te gaan toepassen op grotere schaal. Daarnaast kunnen waterbeheerders, provincies en Rijk zich beraden op financiële ondersteuning als onderdeel van een maatregelpakket voor klimaatadaptatie en organisatorische inbedding regelen. De haalbaarheidsstudie liet al zien dat investeringen in klimaatadaptieve drainage maatschappelijk gezien op den duur geld uitsparen: ze zijn daarmee financieel effectief.

Gé van den Eertwegh (FutureWater) Leo Kuipers en Wim Klerk (Kuipers Electronic Engineering) Jan van Bakel (De Bakelse Stroom) Lodewijk Stuyt (Alterra) Ad van Iersel (drainagedeskundige) Michelle Talsma (STOWA) Het project wordt gefinancierd met de SBIRregeling van het ministerie van Infrastructuur en Milieu.

NOTEN 1) Droogers P. et al. (2010). KlimaatAdaptieve Drainage, een innovatieve methode om piekafvoeren en watertekorten te verminderen. Eindrapportage haalbaarheidsonderzoek fase 1. FutureWater.

Rapport 96.

2) Rozemeijer J. et al. (2012). Veldonderzoek naar de effecten van peilgestuurde drainage op grondwaterstanden, drainafvoeren en waterkwaliteit op het Oost-Nederlands Plateau. Deltares. Rapport 1201979-000-BGS-0001.

3) Stuyt L. et al. (2009). Samengestelde, peilgestuurde drainage in Nederland - voortgangsrapport 1.

Alterra.

10

H2O / 18 - 2012

H

et Deltaprogramma Zoetwater, de waterschappen, LTO, Provincie Utrecht, Vitens en Brabant Water, AdviesCommissie Schade Grondwater, Alterra en het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie (via het KennisBasisprogramma) en Zoetwatervoorziening Oost-Nederland hebben hiervoor de krachten gebundeld. Een consortium van KWR Watercycle Research Institute, Alterra en De Bakelse Stroom gaat binnenkort de ontwikkeling van (klimaat)robuuste opbrengstfuncties ter hand nemen.

Om veranderingen in waterbeheer te vertalen naar wijzigingen van landbouw-opbrengsten zijn in Nederland drie methodes operationeel: de HELP-tabellen, de TCGB-tabellen en Agricom. De landbouworganisaties, de waterschappen en de drinkwaterbedrijven dringen al lange tijd aan op een herziening van deze methodes, omdat die verouderd zijn.

Zo is de bepaling van nat- en droogteschade gebaseerd op verouderde meteorologische en gewas-gegevens en geven ze alleen langjarig gemiddelde schades. Zoutschade is niet of beperkt in de methodes verwerkt. Bovenal zijn de bestaande methodes ongeschikt voor toepassing in het steeds grilliger wordend klimaat.

De bedoeling is nu een uniform en breed gedragen systeem op te zetten voor het bepalen van klimaatrobuuste relaties tussen waterhuishoudkundige condities en gewasopbrengsten. Voorwaarde is dat het systeem moet aansluiten op hydrologische modellen. Het nieuwe systeem gaat de huidige schadetabellen vervangen en kan worden gebruikt door waterschappen, drinkwaterbedrijven, provincies, landbouw en Rijk.

Eerste resultaten in maart 2013 Bij het bepalen van de landbouwopbrengsten spelen vele factoren een rol, zoals droogte, wateroverlast, inundatie, verzilting, klimaat, bedrijfsvoering, ziekten en plagen. Niet al deze factoren worden direct in de actualisering beschouwd. In de eerste fase worden de belangrijkste zaken opgepakt die ook relatief makkelijk uit te voeren zijn. Voor deze fase is recent de financiering gerealiseerd, waardoor een eerste belangrijke stap gezet kan worden.

De eerste resultaten worden verwacht in maart 2013, zodat de nieuwe kennis toegepast kan worden in het Deltaprogramma Zoetwater. Daarna kan in de tweede fase de methode verder verbeterd worden. Belangrijk daarbij is het gebruik van en toetsing aan praktijkgegevens. Daarnaast kan worden aangesloten bij ontwikkelingen in onder andere de bedrijfsvoering, gewasgroeimodellen, hydrologische modellering en (online) veldmetingen.

Een klimaatrobuuste methode kan zorgen voor een betrouwbare doelrealisatie Landbouw in de Waternoodsystematiek, een realistische vaststelling van het gewenste grond- en oppervlaktewaterregime voor zowel het huidige klimaat als het klimaat van de (nabije) toekomst en betrouwbare effectvoorspellingen met het deltainstrumentarium.

Voor meer informatie kan contact opgenomen worden met Rob Ruijtenberg (STOWA), Ruud Bartholomeus (KWR Watercycle Research Institute), Joop Kroes en Mirjam Hack (Alterra) en Jan van Bakel (De Bakelse Stroom).

actualiteit Voorzuivering DWP Botlek in gebruik DEMON-installatie bij SNB Evides Industriewater heeft op 5 september de nieuwe voorzuivering van de demiwaterinstallatie (DWP) op de Botlek officieel in gebruik genomen. Het waterbedrijf kan daardoor water uit het Brielse Meer in plaats van drinkwater inzetten voor het produceren van gedemineraliseerd water voor de industrie in de Botlek. Zo worden bijna alle bedrijven in het havengebied op duurzame wijze en met de nieuwste technologieën van hoogwaardig gedemineraliseerd water voorzien.

D

e demiwaterinstallatie Botlek levert al twee jaar twaalf miljoen kubieke meter hoogwaardig gedemineraliseerd water per jaar aan meer dan 15 afnemers in de haven van Rotterdam.

Demiwater wordt gebruikt in krachtcentrales voor de productie van hogedruk stoom, die inzetbaar is als warmtebron bij de destillatieprocessen in de petrochemie. Alle bestanddelen (ionen) die het drinkwater zijn smaak geven, zijn uit dit water verwijderd. Met een capaciteit van 1.400 kubieke per uur gaat het om de grootste demiwaterinstallatie van

Evides Industriewater en ook veruit de grootste in de Rijnmond.

Markus Flick, algemeen manager van Evides Industriewater: “Bij het ontwerp is gebruik gemaakt van onze ervaring in ontzouting van waterbronnen. We gebruiken de nieuwste technologieën, zoals het bekroonde AiRO-concept. Dat is door KWR Watercycle Research Institute samen met Evides Industriewater ontwikkeld en in de Botlek voor het eerst full-scale toegepast.”

Slibverwerking Noord-Brabant (SNB) heeft een overeenkomst ondertekend met Grontmij, Hegeman en Logisticon voor het bouwen en exploiteren van een afvalwaterzuiveringsinstallatie op basis van de DEMON-technologie. Met deze zuiveringstechniek wordt ammonium energie-efficiënt en zonder chemicaliën verwijderd. De installatie komt op het terrein van de slibverwerkingsinstallatie van SNB te Moerdijk te staan. Nazuivering van het afvalwater vindt plaats op rwzi Bath van Waterschap Brabantse Delta. De bouw begon vorige week.

S

NB wil het verbrandingsproces van zuiveringsslib van de waterschappen, waarbij ammoniumhoudend afvalwater vrijkomt, duurzamer inrichten. Op basis van een pilot en een afvalwaterketenstudie is de DEMON-technologie van Grontmij als beste naar voren gekomen. Vergeleken met lozing van het afvalwater bij rwzi Bath zorgt afvalwaterbehandeling op de SNB-locatie met DEMON voor aanzienlijk lagere maatschappelijke kosten en betere prestaties op diverse duurzaamheidaspecten. DEMON draagt bij aan een significante verlaging van de emissie van EOX-verbindingen en ammoniak en aan het voorkomen van afvoer van ammoniakwater uit de strippers. De DEMON-installatie bij SNB wordt de vierde in Nederland.

advertentie

Veilig leven in de delta begint bij Deltares Deltares is het onafhankelijke kennisinstituut voor water, ondergrond en infrastructuur. Wij richten ons op het veiliger maken van het leven in delta’s, kustregio’s en riviergebieden. Voortdurend verdiepen en vernieuwen we onze kennis. Nationaal en internationaal hebben vele overheden en bedrijven de weg naar ons al gevonden. Samen zoeken wij naar praktische, duurzame en innovatieve oplossingen.

Zo maken we het leven in deltagebieden elke dag weer een stuk veiliger. Voor nu en straks.

Deltares biedt: WYjk[b[ a[dd_i [d edZ[hpe[a el[h l[_b_] b[l[d _d Z[bjWÉi" akij# [d h_l_[h][X_[Z[d1 fhWaj_iY^[" ZkkhpWc[ WZl_[p[d leeh el[h^[Z[d [d X[Zh_`l[d1 edZ[hXekm_d] lWd ijhWj[]_iY^[ X[ibk_j[d1 c[[h ZWd .&& if[Y_Wb_ij[d ef ^[j ][X_[Z lWd mWj[h" edZ[h]hedZ [d _d\hWijhkYjkkh1 [[d d[jm[ha _d c[[h ZWd .& bWdZ[d$

www.deltares.nl H2O / 18 - 2012

11

Haalbaarheid van Aquifer Storage and Recovery in Indonesië In Indonesië is de grondwaterproblematiek groot, ondanks de hevige regenval in het regenseizoen. Meer en meer aquifers raken uitgeput en er is sprake van zeewaterintrusie langs de kust. Behalve dat de watervoorziening in gevaar komt, leiden de overmatige grondwateronttrekkingen tot een toename van de bodemdaling tot wel 10 à 20 cm per jaar, met als gevolg overstromingen. Eén van de manieren om het overmatig grondwatergebruik tegen te gaan is Aquifer Storage and Recovery (ASR), een techniek voor duurzaam gebruik van grondwater. Uit de haalbaarheidsstudie blijkt dat ASR technisch en financieel haalbaar is in en rondom Jakarta en andere grote steden op Java. Het struikelblok vormen echter de juridische aspecten en vergunningen.

W

itteveen+Bos heeft samen met Deltares1), Waterleiding Maatschappij Drenthe en grondboorbedrijf Haitjema onderzoek verricht naar de toepassing van ASR voor een fabriek van Nestlé in Tangerang, net ten westen van Jakarta. Het onderzoek is gesubsidieerd door ‘Partners voor Water’.

Aquifer Storage and Recovery is een techniek waarbij ten tijde van wateroverschot water tijdelijk wordt geïnjecteerd in een watervoerend pakket. Dit water is in tijden van watertekort weer beschikbaar om onttrokken te worden (zie afbeelding 1). Wateroverschot kan optreden in het regenseizoen in Indonesië, maar ook bij waterzuiveringen gedurende de nacht. Door het toepassen van ASR wordt een duurzaam grondwaterbeheer bewerkstelligd; er wordt immers netto geen grondwater meer onttrokken.

ASR bestaat in feite uit een reservoir voor de (tijdelijke) opslag van water van bijvoorbeeld daken, wegen of rivieren, een voorzuivering voor het verwijderen van zwevend stof en organische en anorganische stoffen, een grondwaterput om het water gecontroleerd in het watervoerende pakket te injecteren en eenzelfde put om het water later op te kunnen pompen, eventueel gevolgd door een beperkte nazuivering.

Lang geleden werd het concept van ASR door nomaden in de Kara Kum woestijn in Turkmenistan gebruikt. De incidentele Afb. 1: ASR schematisch weergegegeven.

12

H2O / 18 - 2012

neerslagafvoer van de kleigebieden werd in de grond geïnjecteerd door het graven van putten. Dit geïnjecteerde water werd later in droge tijden gebruikt. In Nederland kennen we het concept van de opslag van water in de waterleidingduinen, waar de aquifer aan de oppervlakte komt.

ASR wordt (op grotere diepten) veel toegepast in de Verenigde Staten, India en Australië. Waterleiding Maatschappij Limburg heeft nog niet zo lang geleden een onderzoek afgerond naar waterkwaliteitsverandering en -beheersing bij de toepassing van ASR in de Roerdalslenk.

Geochemische modellering en ontwerp voorzuivering De technische haalbaarheid hangt af van een aantal parameters. De dikte (50 meter) en doorlatendheid (1 meter/dag) van de aquifer en de beperkte grondwaterstroming vormen geen belemmering. Naast deze (kwantitatieve) aspecten zijn de (geo)chemische processen bij de injectie van water van grote invloed op de haalbaarheid.

De te verwachten effecten zijn onder meer afhankelijk van de kwaliteit van het geïnjecteerd water. De voorzuivering van het te injecteren water bij ASR is dan ook cruciaal.

Geïnjecteerd water dat qua samenstelling sterk verschilt van het grondwater kan er voor zorgen dat de grondwaterput dichtslibt of dat Afb. 2: Schematische weergave geochemische processen.

de aquifer rondom de put dichtslaat door chemische reacties van het geïnjecteerde water met het grondwater of aquifermateriaal.

Daarom is allereerst onderzocht welke geochemische reacties op kunnen treden.

Hiervoor is gebruik gemaakt van het geochemische simulatieprogramma PHREEQC2).

In Jakarta ligt het watervoerend pakket waarin de opslag van water voorzien is (doel-aquifer) op 130 meter onder maaiveld, is 50 meter dik en bestaat uit kleisteen van mariene oorsprong. In de doel-aquifer kunnen diverse chemische reacties optreden, zoals ionenuitwisseling, oplossen en neerslag van calciumcarbonaat, oxidatie en reductie van pyriet, waarbij zware metalen kunnen vrijkomen en oxidatie van organische stoffen.

Bij de ionenuitwisseling binden bijvoorbeeld de calcium-ionen met het aquifermateriaal en komt natrium vrij. Deze reacties beïnvloeden elkaar en kunnen een groot effect hebben op de effectiviteit van het ASR-systeem. Zo kan de neerslag van ijzeroxide leiden tot dichtslibben van de aquifer rondom het filter.

De ongewenste chemische reacties zijn (deels) te voorkomen door het water te behandelen en zo de reactiviteit te beperken.

Door de relatief hoge temperaturen in Indonesië is het systeem ook gevoelig voor biofouling. Vandaar dat het verwijderen van zuurstof en nutriënten nodig is om dit te

achtergrond proces

oorzaak zuiveringsstap

risico

dichtslibben/clogging

hoge concentratie zwevend stof

deeltjes verwijderen tot < 5 μm

frequenter doorspoelen, grotere druk benodigd voor injectie, afwisselend injecteren en onttrekken

biofouling

temperatuur zuurstof

verwijderen zuurstof

dichtslibben van de filter. Te verwijderen door toepassen van chloor

nutriënten

verwijderen nutriënten

verwijderen zuurstof

dichtslaan van de aquifer rondom de grondwaterput. Dit is (deels) te verhelpen door een zure omgeving te creëren

cat-ionenuitwisseling en neerslag resulterend in neerslag in de put of aquifer

ionenuitwisseling en neerslag van calciumcarbonaat, pyriet

voorkomen3). Tot slot kan de grondwaterput en filter dichtslaan door zwevend stof. De concentratie zwevend stof moet daarom zo laag mogelijk zijn (<0,01 mg/l).

de prijs per kuub tot USD 0,19 per kubieke meter, bij een capaciteit van 900.000 kubieke meter per jaar.

Juridische aspecten De voorzuivering is ontworpen op het verwijderen van deeltjes (reductie concentratie zwevend stof ) en het verwijderen van nutriënten, zuurstof en eventuele schadelijke verontreinigingen.

Op basis van de mogelijk geochemische reacties is de voorzuivering als volgt ontworpen (in volgorde van zuivering): een bassin voor de eerste verwijdering van deeltjes, dan een actief koolfilter voor de verwijdering van nutriënten, vervolgens toevoeging van sodium bisulfite (verwijderen zuurstof ) en een cartridgefilter voor het verwijderen van deeltjes > 5/μm.

Bron te injecteren water Van de mogelijke bronnen van water is regenwater als meest kansrijk ingeschat. Dit betreft de opvang van regenwater op het fabrieksterrein, dat opgevangen wordt in een bassin. Omdat de regenbuien in Indonesië kort en hevig zijn, kan niet alle neerslag opgevangen worden. Afbeelding 3 laat de bergings-’efficiëntie’ zien als functie van het volume van het bassin. Te zien is dat bij een volume van 1.000 kubieke meter 90 procent van de neerslag opgevangen kan worden. Er is tien procent verlies, omdat het bassin vol raakt ten tijde van hevige neerslag en overloop optreedt. Om 100 procent van de neerslag op te vangen is ongeveer 5.000 kubieke meter nodig. Uit de analyse blijkt dat een bassin van 800 kubieke meter het meest (kosten)efficiënt is. Naast de overloop van het bassin zijn er nog verliezen door verdamping. In totaal kan 75 procent van de jaarlijkse neerslag worden geïnjecteerd bij een bassingrootte van 800 kubieke meter.

Er is geen specifieke wet- en regelgeving voor ASR (injectie en onttrekking) in Indonesië. Wel bestaat wet- en regelgeving voor onttrekking, en er wordt nu op beperkte schaal geëxperimenteerd met injectie. Voor locaties waar grondwateronttrekking niet is toegestaan, is ASR ook niet toegestaan. Op locaties waar door middel van een vergunning betaald moet worden voor de grondwateronttrekking (tot wel twee euro per kubieke meter), gelden deze kosten ook voor ASR-systemen (terwijl er feitelijk dus netto geen onttrekking plaatsvindt). ASR is juridisch niet mogelijk waar grondwateronttrekking niet is toegestaan. Daarnaast is het duurder dan alleen een grondwateronttrekking, daar waar grondwaterwinning wel mag worden toegepast.

Conclusie en vervolgstappen Geconcludeerd wordt dat ASR technisch en financieel haalbaar is en goedkoper kan zijn dan conventionele grondwateront-

trekkingen (door belastingen op onttrekkingen). Dit vereist echter nog wel aanpassing aan de huidige wet- en regelgeving omtrent grondwater in Indonesië.

ASR levert een meerwaarde voor het duurzamer omgaan met de grondwatervoorraden en het terugdringen van de excessieve overexploitatie van grondwater in Jakarta.

Nestlé is voornemens om medio dit jaar te beginnen met de implementatie van ASR. Robert Hoogeveen en Herman Mondeel (Witteveen+Bos) Rien Dam (Deltares) Niels Robat (Haitjema) NOTEN 1) Deltares is met name betrokken geweest bij de juridische aspecten van ASR. 2) Appelo en Postma (2005). Geochemistry, groundwater and pollution 2nd edition.

3) Pyne (2005). Aquifer Storage Recovery, second edition.

Afb. 3: Efficiëntie in waterberging op jaarbasis.

Financiële haalbaarheid

De Netto Contante Waarde van de investerings- en onderhoudskosten van de ASR is berekend op USD 0,81 per kubieke meter.

Dit is relatief hoog, door de relatief lage capaciteit (31.500 kubieke meter per jaar die benodigd is voor de betreffende fabriek).

De kosten worden vooral bepaald door de voorzuivering. Bij grotere capaciteiten daalt

H2O / 18 - 2012

13

Tien jaar Aqua for All Toen Aqua for All in 2002 werd opgericht, kon niemand vermoeden dat daarmee een aanpak werd geïnitieerd die tien jaar later een waardige voorloper blijkt te zijn van het nu veel geprezen publiek/private partnerschap, waarin overheid, bedrijfsleven en organisaties in de ontwikkelingssamenwerking samenwerken. Met de subsidie van het directoraat-generaal Internationale Samenwerking als effectieve hefboom kon en kan Aqua for All het mobiliseren van kennis, expertise, geld en innovatie via creatieve allianties uitbouwen. Daarmee maakt Aqua for All haar missie waar: toegang tot veilig water en deugdelijke sanitatie voor de allerarmsten.

T

ijdens het 100-jarig jubileum in 1999 van de Vereniging voor Waterleidingbelangen (VWN, dat met de K van Koninklijk de KVWN werd) werden acht projecten van Novib gesteund met kennis en geld uit de waterwereld. Mede gestimuleerd door dit succes werd op 13 februari 2002 de stichting Aqua for All een feit, onder het motto ‘Iemand moet het doen’. Diverse waterbedrijven - en inmiddels ook waterschappen - stelden zich garant voor donaties en inzet van deskundigen. Een redelijk nieuw fenomeen: de inzet van publieke middelen, niet alleen voor de eigen klanten in Nederland maar ook voor water en sanitatie in ontwikkelingslanden.

In het begin was daar enige discussie over, maar dat sloeg al snel om. Prins WillemAlexander, die de mondiale waterproblematiek tot zijn werkterrein maakte, heeft hier flink aan bijgedragen. De prins sprak zich in januari 2004 duidelijk uit: “... schaarste aan drinkwater en sanitaire voorzieningen ... structureel aanpakken ... in samenwerkingsverband veel meer bereiken. Dan denk ik direct aan de stichting Aqua for All.” Dit was natuurlijk prachtige reclame.

Aqua for All voldeed met haar aanpak als ‘makelaar’ aan een behoefte: de koppeling van kennis van de watersector aan de kennis van erkende hulporganisaties, die met hun lokale partijen verantwoordelijk zijn voor de uitvoering van projecten. De waterproblematiek werd zo onderdeel van bredere ontwikkelingstrajecten.

2009 nog eens werd uitgebreid. In de periode 2006-2010 is in totaal 16,5 miljoen euro DGIS-subsidie gekoppeld aan 13,5 miljoen euro uit private middelen.

Mede dankzij een positieve externe audit in 2010 tekende DGIS in 2011 een nieuw contract met Aqua for All, dit keer van tien miljoen euro voor drie jaar.

Op eigen benen

De mensen achter Aqua for All

Hoewel een aantal waterbedrijven zich in die beginjaren financieel garant stelde, moest Aqua for All wel op zoek naar eigen geld.

‘Wandelen voor Water’ bracht Aqua for All gaandeweg publiciteit en naamsbekendheid.

Mede hierdoor gingen private bedrijven en personen sponsoracties voor Aqua for All opzetten, zoals de jaarlijkse HKV Lijn in water-sponsorloop in Flevoland en de acties van Rotary Clubs. Een doorbraak werd bereikt in 2005 met de eerste overheidssubsidie: één miljoen euro (thematische medefinanciering) van het directoraatgeneraal Internationale Samenwerking van het ministerie van Buitenlandse Zaken.

In deze tien jaar hebben heel veel mensen op heel verschillende manieren hun bijdrage aan het succes van Aqua for All geleverd, sommigen voor een jaar of een paar jaar, anderen zijn vanaf het begin betrokken geraakt en dat gebleven.

Het bureau startte in 2002 met slechts een interim-directeur en parttime secretaresse; in 2004 was het team gegroeid naar vijf personen, freelancers, die samen 2,5 fte vervulden. De omzetgroei van Aqua for All maakte uitbreiding van de personele capaciteit noodzakelijk. In 2006 was het omslagpunt bereikt en werd Aqua for All werkgever: vier mensen kwamen in dienst.

De overhead daalde naar 14 procent, nog onder de 15 procent die het bestuur als maximum stelde. Vanaf begin dit jaar bestaat

Het lopende TMF-contract werd al in 2006 vervangen door een vijfjarig contract, dat in

Via ‘Wandelen voor Water’, een actie gericht op bewustwording van de mondiale waterproblematiek, stelt Aqua for All niet-commerciële organisaties in staat fondsen te werven voor hun waterprojecten.

14

H2O / 18 - 2012

achtergrond

het A4A-team uit negen medewerkers. De huidige overhead ligt rond de tien procent.

Veel bekende en invloedrijke mensen uit de watersector en andere bekende Nederlanders stellen voor een aantal jaren hun kennis en netwerk ter beschikking van Aqua for All. Zij verlenen hun medewerking via het Comité van Aanbeveling of hebben zitting in het bestuur. Hun bijdrage is van wezenlijk belang voor het bepalen van de koers van Aqua for All. Een belangrijk voordeel bij de uitvoering van projecten in ontwikkelingslanden is de expertise waar Aqua for All over kan beschikken vanuit de waterbedrijven, waterschappen, ingenieursbureaus en kennisinstituten. De Expertgroep die in 2003 werd opgericht, omvatte al direct zo’n 60 mensen. Een aantal van deze experts verricht - soms al jaren - onmisbaar werk in de Projectselectiecommissie, waar zij voor Aqua for All de ingediende projectvoorstellen beoordelen en van advies voorzien.

Gemiddeld kan Aqua for All rekenen op de inzet van zo’n 8.000 arbeidsuren per jaar vanuit de sector.

Resultaten In de honderden projecten die in de loop der jaren zijn uitgevoerd met ondersteuning van Aqua for All, werden ruim twee miljoen mensen voorzien van drinkwater en kreeg een half miljoen mensen betere sanitaire voorzieningen. De doelstellingen die Aqua for All zich stelde - als bijdrage aan millenniumdoelen - is daarmee voor drinkwater ruimschoots gehaald, voor sanitatie nog niet.

We zien de laatste jaren een verschuiving van hulp naar investeren, met de nadruk op het stimuleren van lokaal ondernemerschap.

Daardoor krijgen meer mensen de mogelijkheid om zichzelf een inkomen te verschaffen en wordt de impact van de inspanningen aanzienlijk groter. Gebleken is dat de watersector toegevoegde waarde heeft in complexe projecten, capaciteitsopbouw en keuzes voor technologie en diensten.

Garanties voor de toekomst De discussie in Nederland (en wereldwijd) over het nut, het effect of de effectiviteit van ontwikkelingssamenwerking laat ook Aqua for All niet onberoerd. Met de ngo’s is de organisatie van mening dat mensen over de hele wereld in toenemende mate met elkaar verbonden en van elkaar afhankelijk zijn. De toegang tot natuurlijke hulpbronnen en de mede daarop gebaseerde welvaart en

Stimuleren van lokaal ondernemerschap: verkoop van water via een kiosk.

zelfredzaamheid zijn echter zeer ongelijk en onrechtvaardig verdeeld. Deze situatie is in meerdere opzichten niet acceptabel en ook niet in het belang van Nederland. Nederland moet daarom stevig inzetten op duurzame en rechtvaardige mondiale ontwikkeling en de afspraken die daarover wereldwijd al bestaan respecteren.

Ontwikkelingssamenwerking is en blijft daarvan een essentieel onderdeel: het versterken van zelfredzaamheid door te investeren in onderwijs, gezondheidszorg, rechtstaat, ondernemingsklimaat en maatschappelijk middenveld. Tegelijkertijd moet Nederland een nieuwe mondiale agenda helpen vormgeven met bredere doelen en nieuwe financieringsvormen.

Aqua for All doet dit door partnerschappen te creëren met het bedrijfsleven en zo bedrijfsmatig schoon drinkwater en sanitaire voorzieningen dichter bij de allerarmsten te brengen. Dat vergt creativiteit, durf om te innoveren, ruimte om fouten te maken. Maar bovenal ligt er een uitdaging om de kennis die in Nederland aanwezig is, te ‘valoriseren’.

Dat wil zeggen kennis omzetten in producten die bruikbaar zijn voor het realiseren van de basisvoorzieningen voor mensen in sloppenwijken en platteland, waar veilig water en deugdelijke sanitatie wel degelijk mogelijk zijn.

Ontwikkeling Aqua for All Aqua for all heeft hiervoor drie sporen opgezet: t nieuwe vormen van sanitatie. De organisatie probeert samen met het bedrijfsleven waarde te creëren uit menselijk afval, decentrale sanitaire

t

t

voorzieningen te promoten, minder watergebruik te stimuleren en bovenal lokaal ondernemerschap te bevorderen in de hele sanitatieketen: ‘van kakker tot akker’; regenwaterbuffermanagement. Gepoogd wordt een adequaat antwoord op de complexe problematiek van waterschaarste te geven, ook in de relatie tussen water en voedsel, en invulling te geven aan het door het bedrijfsleven gevoerde rentmeesterschap voor milieu en omgeving; business development in de markt van de Base of the Pyramid. Vier miljard consumenten hebben een (te) laag bestedingsbudget voor primaire voorzieningen zoals voedsel, kleding, energie en water (gezondheid). Hier past geen ‘zilverwerk-oud papier’ denken meer, geen gratis weggeven, geen donorafhankelijkheid. Aqua for All wil de toegang bevorderen tot producten, lokaal ondernemerschap, financieel duurzame service en leveringsmodellen, alsmede een bedrijfsmatige aanpak in publiek-private partnerschappen.

Toekomst Aqua for All zal de komende jaren nog meer dan voorheen die ‘valorisatie’ van kennis en expertise, inzet van creatieve financiering en het stimuleren van partnerschappen op zich nemen. Concrete producten zijn: learning & scaling-modellen, het opzetten van creatieve allianties tussen complementaire partijen en actieve werving van innovatieve financieringsbronnen.

Isabel Couwenberg

H2O / 18 - 2012

15

BEZOEK N O S OP HET

INSTRUME01NT STAND 1E1

Dít is de toekomst van watertechnologie

Watercampus Leeuwarden Zuiver water binnen handbereik. Het lijkt zo vanzelf sprekend, maar het is dé uitdaging voor de toekomst.

De beschikbaarheid van zoet water staat wereldwijd onder druk terwijl de waterbehoefte explosief groeit. Dit vraagt in de hele watersector om innovatieve oplossingen en nieuwe technieken.

NEN 5744 voor grondwaterbemonstering Zuurstof en troebelheid zijn nu ook verplichte parameters!

De Watercampus Leeuwarden neemt hierin het voor touw.

Wetenschappers uit alle delen

kijk dat is ’t mooie van

leeuwarden

van de wereld doen op de Watercampus onderzoek naar oplossingen op het gebied van o.a. drinkwaterproductie en afvalwaterzuivering.

De Watercampus biedt bedrijven, kennisinstituten en onderwijsinstellingen alle voorwaarden om kennis te bundelen en innovatie mogelijk te maken. Hiermee is Leeuwarden hard op weg om de Europese hoofdstad van watertechnologie te worden.

Meer informatie?

Kijk op www.wetsus.nl of www.wateralliance.nl

2100Q IS / 2100Q Portable troebelheidsmeter ➔ betrouwbaar: ook bij hoge bezinksnelheid ➔ tijdsbesparend kalibratiecontrolesysteem ➔ conform ISO 7027 norm of USEPA 180.1

HQD pH, geleidbaarheid, zuurstof & redox ➔ handzaam, robuust en waterdicht ➔ mix & match digitale elektrodes ➔ geen kalibratie zuurstof met LDO

HACH LANGE Tel. 0031 (0)344 63 11 30 www.hach-lange.nl

GIET UW WERVING VOOR OPLEIDING & PERSONEEL IN HET JUISTE VAT Reserveer ook uw personeelsadvertentie in H2O, hét tijdschrift voor watervoorziening en waterbeheer.

010 - 4274180

waternetwerken WATERCOLUMN

Omgevingswet: wat komt er op ons af?

De Omgevingswet, waarin naar verwachting ook de huidige Waterwet wordt opgenomen, krijgt volgend jaar zijn beslag. Om daar goed op voorbereid te zijn, organiseert de themagroep Bestuurlijk-Juridische Aspecten in de Watersector een bijeenkomst waarin de nieuwe wet in een concrete casus wordt getoetst: wat betekent de Omgevingswet voor ons en waar moeten we rekening mee houden? Die bijeenkomst vindt, heel toepasselijk, plaats op 9 oktober tijdens de zogeheten Dag van de Omgevingswet.

Aan de basis van de bijeenkomst staat Willem Wensink, adviseur bij de Unie van Waterschappen.

“De Omgevingswet betekent voor de waterwereld een enorme verandering en een fundamentele ontwikkeling. Het huidige omgevingsrecht bestaat uit vier grote pijlers waarvan water er één is: het zijn specifieke wetten, afgestemd op de sector.

De Omgevingswet gaat al die sectorale wetten tot één grote fundamentele wet samenvoegen. Daardoor krijgt de watersecor veel meer te maken met die andere pijlers, zoals ruimtelijke ordening en milieu. Er zijn al raakvlakken, maar toch bewegen die kolommen zich nog redelijk gescheiden van elkaar. Dat gaat nu dus veranderen.”

Toch denkt Wensink dat de waterbranche nog best goed is voorbereid op die ontwikkeling.

“Wij kregen in 2009 de Waterwet.

Die wet bestond uit een Willem Wensink samenvoeging van acht sectorale wetten binnen de branche. In de Waterwet is niet alleen alles procedureel gestroomlijnd, maar ook inhoudelijk geïntegreerd en op elkaar afgestemd. Dat is redelijk uniek.”

Dat betekent niet dat de waterbranche tevreden achterover kan zitten, zegt Wensink: “Er is nog veel onduidelijk over de nieuwe Omgevingswet, maar dat het consequenties heeft, is wel duidelijk. Nu de wetteksten beschikbaar komen, willen we daar aandacht aan besteden.”

De bijeenkomst vindt plaats in het kader van de Dag van de Omgevingswet die wordt georganiseerd door de Vereniging Voor Milieurecht, het netwerk voor milieudeskundigen, en KNW. “Wij dachten dat het een goed idee was dat wij tijdens die dag een workshop organiseren die zich meer toespitst op de watersector. “ Voor wie is de bijeenkomst interessant? “De overheid loopt meestal voorop in deze ontwikkelingen omdat die er rechtstreeks bij betrokken is; de rest van de branche moet wachten tot de wetstekst in het Staatsblad is gepubliceerd. Nu gaan we al voor publicatie met de wet aan de slag: dat is voor mensen uit de advieswereld, het bedrijfsleven en de advocatuur een prima voorbereiding op wat er op ze afkomt. “ “Wij kiezen voor een andere insteek tijdens de bijeenkomst dan gewoonlijk: op basis van de wetsteksten willen we een casus schrijven. De bedoeling is dan dat de deelnemers middels rollenspel die casus langs de Omgevingswet leggen. We willen dus toetsen hoe de wet in de praktijk werkt: waar loop je tegenaan, wat zijn verbeteringen of juist knelpunten?”

Samenwerking in de afvalwaterketen: de vierde ‘k’

S

amenwerken in de afvalwaterketen, dat doen we toch al lang? Sinds de jaren ‘90 hebben we integraal waterbeheer en samenwerking hoog in het vaandel staan.

Waarom dan de uitdrukkelijke roep om samenwerking, vooral in de afvalwaterketen?

Landelijke benchmarks onderstrepen dat we ‘t goed doen. Zo’n beetje al het Nederlandse afvalwater wordt ingezameld, getransporteerd en gezuiverd. De kosten voor (afval-) waterbeheer van een gemiddeld huishouden bedragen zo’n 1,5 procent. En toch moet het doelmatiger! Uitgedrukt in drie k’s: minder kosten, goede kwaliteit en verminderde kwetsbaarheid. Dit alles begeleid door een tendens van grootschaliger aanpak van de waterketen.

Maar ik vraag me af: zit daar de pijn?

Berekeningen uit regionale feitenonderzoeken komen uit op enkele euro’s besparing op de kosten voor een burger, die in verhouding toch al niet veel betaalt voor waterbeheer. Met de kwaliteit zit het ook goed, kijkend naar de positieve uitslagen van de benchmark. Tot slot de kwetsbaarheid: daar kunnen we nog een slag slaan, met veel kleinere gemeenten in een groot gebied, maar ook een veel kleinere afdeling in een grote organisatie.

Een doelmatige afvalwaterketen hangt vooral af van de vierde ‘k’: kultuur (nieuwe spelling).

De verandering van normgericht denken naar doelgerichte oplossingen is een cultuuromslag. Al samenwerkend hebben we tal van integrale oplossingen bedacht. Maar wat als deze afwijken van bestaande normen? Dan vallen we al snel terug op onze cultuur van normen, uitgedrukt in TEWOR-scores, emissienormen en (theoretische) peiloverschrijding. En die overschrijden kan niet, dus moet er wat gedaan worden. Op dat moment kijken waterbeheerders heel anders naar de kosten, kwaliteit en kwetsbaarheid: kosten zijn voor de veroorzaker, kwaliteit regelen we via een keurvergunning en de kwetsbaarheid van een watergang mag niet in het geding komen.

Tijd voor de volgende letter: de ‘l’ van lef om te komen tot de ‘m’ van maatwerk. Maar daarover meer in de volgende column.

Jaap de Ron (Hoogheemraadschap Schieland en de Krimpenerwaard)

De werkbijeenkomst moet ook leiden tot een reeks aanbevelingen, zegt Wensink: “De wetgever heeft een soort informele informatieronde ingelast naast de formele consultatie. We willen daarom niet alleen aan het slot van de bijeenkomst conclusies trekken ten behoeve van de deelnemers maar ook de wetgever aanbevelingen doen.”

Voor meer informatie: www.dagvandeomgevingswet.nl.

H2O / 18 - 2012

17

waternetwerken WOW Young Professional Network Het delen van kennis en ervaring is essentieel.

De vergrijzing van de sector en de noodzaak tot intensieve samenwerking maken dit onderwerp steeds belangrijker. Ter inspiratie op deze plek in H2O maandelijks een praktijkvoorbeeld waarbij daadwerkelijk kennis en ervaring worden gedeeld.

Het platform WOW (Water Ontmoet Water en Wegbeheerders Ontmoeten Wegbeheerders) groeit en steeds meer water- en wegbeheerders weten elkaar te vinden en zoeken de samenwerking met elkaar op. Dit jaar start daarbij ook een netwerk waar jongeren in deze sector elkaar kunnen vinden: het WOW Young Professional Network. Angèle Baas (provincie Noord-Holland) is betrokken bij het opzetten hiervan.

organisaties meer kunnen investeren in jong talent. De WOW-organisaties wordt geadviseerd al vroeg jongeren te enthousiasmeren voor de sector, door bijvoorbeeld op middelbare scholen als gastdocent op te treden of actuele casussen door creatieve middelbare scholieren of studenten op te laten lossen. Om jongeren voor de sector te behouden, is het van belang loopbaanpaden uit te stippelen en te zorgen voor interessante opdrachten. Hierbij moet niet alleen binnen de eigen organisatie gedacht worden; een breed traineeship waarbij de trainee bij verschillende organisaties opdrachten uitvoert en zich zo breed kan oriënteren, kan een mooi begin zijn om jongeren te binden aan de sector.

Mayella Wijn (Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier) heeft meegeschreven aan het advies: “Het is prettig om te weten dat het ‘probleem’ van het niet erkennen en aantrekken van jong talent in heel Nederland speelt. Daardoor kunnen we ons er samen sterk voor maken en ons presenteren als belangrijk toekomstelement voor de weg- en watersector.”

Regelmatig houdt het YPN bijeenkomsten (zie www.platformwow.nl). Ook is het mogelijk lid te worden van de LinkedIn-groep: zoek op ‘WOW Young Professional Network’.

Voor meer informatie of aanmelding voor een bijeenkomst moet een bericht gestuurd worden naar: ypn@platformwow.nl.

Angèle Baas

“Het Young Professional Network (YPN) van WOW is een netwerk voor alle jonge deskundigen (tot en met 36 jaar) die werken in een weg-, vaarweg- of waterbeheerorganisatie van de overheid. Het YPN biedt een ontmoetingsplek om jongeren uit het eigen vakgebied te leren kennen en kennis en ervaring uit te wisselen. We hebben bewust gekozen om één netwerk voor zowel de weg- als watersector op te zetten, zodat we een brede doelgroep krijgen. Bovendien leeft in beide sectoren vaak dezelfde problematiek”, vertelt Angèle.

Het YPN geeft gevraagd en ongevraagd advies aan de bestuurders van ‘Wegbeheerders Ontmoeten Wegbeheerders’ en de initiatiefgroep van ‘Water Ontmoet Water’.

Deze zomer zijn de eerste bijeenkomsten geweest en is een advies opgesteld over hoe de verschillende bij WOW aangesloten

Van Vicieus naar Virtueus

Najaarscongres 30 november 2012 Aanmelden via de website: www.waternetwerk.nl 18

H2O / 18 - 2012

waternetwerken Waterpeil

Watertraineeship: mixen tot een blend Het is nieuw, het is avontuurlijk en het wordt door de hele watersector omarmd: het Nationaal Watertraineeship, een tweejarig programma voor net afgestudeerde hbo’ers en wo’ers. We nemen een kijkje bij de deelnemers aan dit traject, waarbij trainee en werkgever ieder een attribuut meenemen dat hun gevoel voor het traineeship het beste weergeeft.

De trainee: Olav Lamme, adviseur bodem en geluid bij de Omgevingsdienst regio Utrecht.

Attribuut: een fles blended whiskey.

“Aan de Universiteit Utrecht studeerde ik Milieukunde. Al snel werd ik met name enthousiast over water en heb daarom een master Hydrologie gedaan. Vervolgens zocht ik tevergeefs naar een baan in de watersector. Uiteindelijk belandde ik bij de Milieudienst Midden-Holland, waar ik als adviseur bodem aan de slag ging. Daarna kon ik aan het werk bij de gemeente Utrecht, waar ik me voornamelijk bezig hield met grondwateronttrekkingen. Sinds 2009 werk ik als adviseur bodem en geluid bij de Omgevingsdienst regio Utrecht, voorheen Milieudienst Noord-West Utrecht. Onze interimmanager kende de mogelijkheden die het Nationaal Watertraineeship biedt en zag ook de ontwikkelingen in het waterwerkveld. Hij combineerde dat met mijn CV en bood mij de mogelijkheid om als trainee binnen het Nationaal Watertraineeship aan de slag te gaan.”

“In het begin twijfelde ik over de toegevoegde waarde: ik heb al werkervaring, is er wel een meerwaarde? Al meteen bleek dat mijn twijfels ongegrond waren. Ik leer veel meer dan ik had gedacht en ook nog eens op een leuke manier: met name het naspelen van praktijksituaties met een acteur in rollenspellen vond ik geweldig. Maar ook alle andere trainingen zijn leuk en waardevol. Zo pas ik het personal color-model af en toe op collega’s, het werkt! Sinds kort zijn we aan ons eerste project begonnen bij Waterschap Aa en Maas. Een bijzonder concept, omdat ik zo een kijkje kan nemen in de keuken van de waterschappen. Daarnaast zorgt de koppeling met het Nationaal Watertraineeship er voor dat de binding met water en hydrologie in mijn werk sterker wordt.”

“Als attribuut heb ik een fles blended Han de Rijk (l.) en Olav Lamme whiskey gekozen. In eerste instantie vraag je je de meerwaarde ervan af. Maar als je je erin verdiept, kom je erachter dat een blend uit verschillende goede single malts bestaat, die worden gemixt tot een blend, waarin je veel verschillende smaken proeft. Zo is het ook met het Nationaal Watertraineeship: in het begin was ik wat sceptisch, maar nu zie ik een mooi evenwichtig geheel, bestaande uit verschillende smaken, die samen tot iets moois leiden! Ook de Omgevingsdienst biedt overigens veel smaken, bijvoorbeeld door de culturen van de verschillende organisaties, zoals provincie en gemeenten, waarmee wij veel samenwerken.”

De werkgever: Han de Rijk, senior adviseur bodem bij de Omgevingsdienst regio Utrecht.

Attribuut: een fles blended whiskey “Binnen de Milieudienst richten we ons binnen het onderdeel water met name op grondwater en de kwaliteit ervan. Dit wordt steeds meer complex door bijvoorbeeld warmte-koude-opslag in de bodem of het onttrekken van warmte aan het oppervlaktewater. Daarnaast verandert er veel op het gebied van regelgeving ten aanzien van de watertaken van gemeenten.”

“Per 1 juli zijn we gefuseerd met de Milieudienst Zuid-Oost Utrecht tot Omgevingsdienst regio Utrecht. Hierdoor verbreden onze werkzaamheden. Dit, in combinatie met de persoonlijke ontwikkeling van de trainees binnen het Nationaal Watertraineeship, biedt ons een goede inzetbare werknemer. Zo denkt Olav mee over het leveren van informatie aan het innovatieteam over de positionering van het onderdeel water binnen de Omgevingsdienst. De projecten die hij samen met de andere trainees uitvoert, geven hem inzicht in de kansen van een Omgevingsdienst.”

In elke editie van H2O bekijkt Waternetwerk de waterbranche vanuit een eigen invalshoek. In deze column meten we afwisselend het waterpeil aan de hand van inzichten van jongeren, vrouwen en internationale waterdeskundigen.

Tot voor kort werkzaam bij...

I

k ben de tijdelijke ‘extra handjes’ op water die dit jaar nodig zijn bij gemeente Almelo. Voordat ik daar aan de slag ging, zat ik drie maanden werkloos thuis. Ik werk nu in een ‘veredelde zzp-constructie’, zoals ik het zelf noem.

Na contact te hebben gelegd met de gemeente Almelo en we overeenstemming hadden over een half jaar vond ik een klein adviesbureau (Eelerwoude) bereid mij voor die periode in dienst te nemen en te verhuren aan de gemeente.

Het als zzp-er oppakken zag ik niet zitten; dan ben je zo alleen. Collega’s bepalen voor mij een groot deel van het plezier in mijn werk. En in water is altijd werk, toch? Het is alleen zoeken naar een nieuwe werkvorm die past bij deze tijd. Water is bijna per definitie een werkveld waar je een langetermijnvisie moet durven hebben om er echt de vruchten van te plukken. Die vruchten zijn niet alleen meer veiligheid maar ook kwaliteit van de leefomgeving of bijvoorbeeld de sleutel tot samenwerking.

Maar in bestuurlijk Nederland anno 2012 moet er vooral op korte termijn bezuinigd worden, dus ook op water.

Op een themabijeenkomst in Amsterdam werden twee sprekers achter elkaar voorgesteld als ‘tot voor kort werkzaam bij..’

En ook mijn buurman in de zaal paste de schoen: drie bekende adviesbureaus. Bij de gemeenten en waterschappen staat de rem erop, als gevolg daarvan is het advieswiel ook sterk afgeremd en veel jonge mensen moeten het veld ruimen om te voorkomen dat het krakend tot stilstand komt. Het werk in Almelo houdt straks op en een nieuwe baan is nog niet in zicht. Dus weer aan de studie? Iets anders dan? Ik begin toch ook te wennen aan het idee van ZZP-er worden.

Met de contacten binnen (jong) Waternetwerk toch niet helemaal alleen.

Mischa Verhoef-Wanders

Liesbeth Vranken

H2O / 18 - 2012

19

waternetwerken WATERCOLUMN Stedelijk water

belicht mogelijkheden nieuwe media verlengde van onze digitale groep. Zo zal elkaar kwamen, maar dat was puur fysiek. ver.nieuws_column Op 11 oktober houdt de themagroepkop Stedelijk Water een bijeenkomst met als titel: ‘Stedelijk water digitaal’. plat Eilard Jacobs, er.nieuws_column initiaal strategisch adviseur bij Waternet, Floris Boogaard, senior adviseur bij Tauw, Frank van der Heijden (Arcadis) en Arnold Wielinga (Royal HaskoningDHV) ver.nieuws_column plat zijn de organisatoren van de bijeenkomst. ver.nieuws_column auteur “Het thema van de bijeenkomst heeft alles te maken met ontwikkelingen binnen onze themagroep”, zegt Jacobs. “Als contactgroep bestaan we al 27 jaar, maar sinds kort hebben we dat uitgebreid tot een zogeheten community. Tot nu toe vormde de themagroep een platform waar mensen die met stedelijk water van doen hadden bij

V

Maar met de opkomst van met name sociale media is er zoveel meer mogelijk, dus hebben we naast het bestaande fysieke platform ook een virtueel platform gemaakt. Dat doen we als een Linkedin-groep. het voordeel daarvan is dat je de drempel verlaagt en de band met anderen kunt verstevigen.”

Maar wat betekent dat voor de bijeenkomst die jullie organiseren?

“De bijeenkomst is in de gebruikelijke vorm, dus een fysieke aanwezigheid op een locatie in het land is vereist, maar ditmaal hebben we als onderwerp gekozen: hoe kun je gebruik maken van moderne IT-oplossingen in stedelijk waterbeheer? Dat ligt dus in het

Jeroen Kluck, lector stedelijk waterbeheer aan de Vrije Universiteit Amsterdam, praten over de rol van informatie- en communicatietechnologie in casussen. Een ander onderwerp is augmented reality: hoe je tegenwoordig als je met je iPhone door de stad loopt, kunt zien wat onder de grond zit. Ik denk dat mensen zullen zien dat er ontzettend veel mogelijkheden zijn om nieuwe media in te zetten. Als je betrokken wilt zijn bij stedelijk waterbeheer en de professionals in die sector, dan is dit platform iets om bij te zijn.”

Voor meer informatie: www.waternetwerk.nl/ agenda/evenement/157

Eilard Jacobs (links) en Floris Boogaard.

SKIW zoekt benchmark kosten waterzuivering SKIW houdt op 11 oktober een onderwegnaar-huisbijeenkomst over de vergelijking van de kosten van waterzuivering. Johan Raap (Avans Hogeschool) is samen met Heleen Nieuwenhuis (Nalco) organisator van de bijeenkomst.

“Het is moeilijk om de vraag te beantwoorden: wat kost die zuivering? Want de afgeleide vraag is dan steeds: is uitbesteden aan derden een slimme zet? Dan ga je al snel appels met peren vergelijken. Daarom willen we een andere vraag centraal stellen: hoe zijn de kosten (en de opbrengsten) van waterzuivering onderverdeeld? Die kun je vaststellen in een functionele benchmark.”

Cursusaanbod in oktober Basiskennis waterkeringen Monsternemer Legionella Rioleringstechniek Het basisrioleringsplan Leidingen in waterstaatswerken Vloeistofmechanica voor de afvalwaterketen ATEX 95 en 137 Inleiding gasmeten Hogere techniek afvalwaterzuivering Voldoend onderricht persoon (basis) Gasmeten en meetbevoegd Controle van leidingwaterinstallaties ATEX voor operationeel medewerkers Installatievoorschriften Voldoend onderricht persoon (vervolg) Vergunningverlening keur Voor meer informatie: (030) 606 94 00 of www.wateropleidingen.nl.

20

H2O / 18 - 2012

2 oktober 2 oktober 2 oktober 3 oktober 3 oktober 3 oktober 4 oktober 4 oktober 4 oktober 9 oktober 18 oktober 23 oktober 23 oktober 23 oktober 31 oktober 31 oktober

Raap denkt bijvoorbeeld aan benchmarking op het gebied van energieverbruik. “Een energiescan geeft direct inzichten in kosten en duurzaamheidsvragen. Maar ook slibproductie en -behandeling vormen belangrijke prikkels. Denk ook aan analysekosten en frequentie, inclusief de kosten die voortkomen uit de verplichtingen volgens de beschikkingen. En de mogelijkheden, en daarmee kostenreductie, van waterbesparing en -hergebruik, eventueel door samenwerking.

Benchmarken vraagt wel om moed, meent Raap: “We zijn gewend om te vragen wat iets kost, maar we kijken minder snel naar hoe kosten zijn opgebouwd. Zeker als je je data openstelt voor anderen, ligt dat gevoelig, of dat nou intern of extern gebeurt. We moeten het lef hebben om de gegevens over de kostenposten te verzamelen en die met elkaar te delen. Door die kosten te ontleden en met elkaar te delen, kun je slimmer en (kosten)efficienter opereren. Daar zit ‘m de grote winst.”

waternetwerken Bodem ontmoet water Jong SKB en Jong KNW houden op 28 september een middagbijeenkomst met de titel ‘Bodem ontmoet Water’. Jongeren uit de bodem- en watersector kunnen elkaar dan ontmoeten en over de grenzen van het eigen vakgebied heen kijken.

“Met klimaatadaptief waterbeheer kunnen we met name meer uit de bodem halen. Zo kan bodemverbetering het watervasthoudend vermogen van de bodem vergroten, om beter extreme natte en droge situaties op te kunnen vangen. Maar ook de uitspoeling van nutriënten kan op deze manier beperkt worden”, zegt Erik de Bruine, voorzitter van Jong KNW. De samenwerking met Jong SKB vloeide voort uit een ontmoeting tussen De Bruine en de voorzitter van Jong SKB. “Dat bleek toevallig een collega van me te zijn bij Witteveen+Bos. Omdat we allebei bezig waren met het opzetten van onze jongerenorganisaties, zijn we gaan kijken hoe je dat doet en wat je van elkaar kunt leren.

Uiteindelijk zijn de besturen bij elkaar gekomen: we zagen raakvlakken tussen bodem en water en besloten iets samen te organiseren.”

Het onderwerp klimaatadaptief waterbeheer speelt al langer. Zo is er vorig jaar ook een

WATERCOLUMN themadag geweest over dat onderwerp.

“Daar bestond toen echter nog niet bijzonder veel interesse voor. Maar afgelopen maart kwamen bij een vervolgdag, georganiseerd door SKB en STOWA, ineens ruim 60 mensen opdagen. Men begint er blijkbaar de voordelen van in te zien. Het spannende is: dit thema, de bodem inzetten in waterbeheer, valt van nature een beetje tussen de disciplines in. Bodembeheer ligt bij de provincies, het waterbeheer bij de waterschappers. Nu overschrijden we die grenzen. En dat is nodig, want de sectoren hebben steeds meer met elkaar te maken, en wij moeten oplossingen vinden in de bodem voor het waterbeheer, bijvoorbeeld om voorbereid te zijn op droge perioden.”

Tijdens de middag zal aangehaakt worden op het gecombineerde onderzoeksprogramma van STOWA en SKB dat het onderwerp was van de vorige bijeenkomst.

“We laten een aantal sprekers deelproblemen formuleren op het gebied van bijvoorbeeld waterkwantiteit, waterkwaliteit en bestuurlijke zaken, met steeds een verbinding tussen water en bodem. De deelnemers gaan dan met die problemen aan de slag en presenteren aan het slot hun oplossing.

Hiermee bereiken we niet alleen dat we als jongeren onze visie geven op de problemen

ver.nieuws_column kop

V

er.nieuws_column plat initiaal

ver.nieuws_column plat ver.nieuws_column auteur

De Omgevingswet zoekt de wettelijke samenhang tussen onder meer water, bodem en ruimtelijke ordening.

en het onderzoeksprogramma, maar willen we ook bereiken dat mensen uit de bodemen de waterwereld elkaar weten te vinden.”

Voor meer informatie: www.waternetwerk.nl/ agenda/evenement/161/.

Agenda Ontwikkelingen in anaerobe processen De Technische Commissie Anaerobie houdt op 27 september een symposium over de huidige mogelijkheden tot verreikende recycling van water, energie en andere bronnen zoals fosfaat, die vaak vergezeld gaan van anaerobe processen. De nieuwste ontwikkelingen in recyclingapplicaties uit Nederland en België zullen worden gepresenteerd en bediscussieerd.

De ideeënfabriek - Bodem ontmoet Water Op 28 september verzorgen Jong SKB en Jong KNW gezamenlijk de middagbijeenkomst ‘Bodem ontmoet Water’.

Countdown IWW Ter voorbereiding op het jongerenprogramma van de International Water Week 2013 houdt jong KNW een 400+-dagen countdown. In juli werd tijdens de 500-dagen countdown-borrel gekeken naar de invulling van de komende editie en de thema’s die dan centraal staan. Op 28 september wordt verder invulling gegeven aan het programma en worden deelnemers gekoppeld aan een activiteit die ze willen helpen organiseren.

Aanmelden is ook mogelijk als je niet bij de eerste brainstormsessie aanwezig was.

Hoe zuiver is lozen?

De themagroepen Afvalwaterbehandeling, Bestuurlijk-juridische aspecten en Waterkwaliteit houden op 11 oktober het gezamenlijk

symposium ‘Hoe zuiver is lozen nog: meer chemie tussen waterzuivering, waterkwaliteit en watervergunning’ over de samenhang tussen waterkwaliteit, lozingen door de rwzi en de vergunningverlening.

naam ‘Van vicieus naar virtueus: water in een circulaire economie’. Thema is grondstoffen en energie: de rol van water bij de weg naar een duurzame, groene, circulaire economie.

Maar waar moeten we, op weg naar deze economie, op focussen?

Stedelijk Water goes digital!

Op 11 oktober verzorgt themagroep Stedelijk Water een dag over de digitale wereld.

Benchmarking kosten waterzuivering Op 11 oktober houdt SKIW een onderwegnaar-huis-bijeenkomst over benchmarking.

New developments in IT and Water Van 4 t/m 6 november verzorgt KNW, samen met de Instrumental Control and Automation-groep van de International Water Association, de conferentie New Developments in IT & Water in Amsterdam. De conferentie behandelt relevante IT-oplossingen voor de watersector zowel in de breedte als in de diepte, met als uitgangspunt dat hoewel IT-oplossingen in watermanagement lokaal worden geïmplementeerd, onderzoek en praktijkvoorbeelden enkel vooruitgang opleveren als kennis wereldwijd wordt gedeeld.

Najaarscongres KNW Het najaarscongres en de algemene ledenvergadering van het Koninklijk Nederlands Waternetwerk vinden dit jaar plaats op 30 november in Baarn, onder de

Colofon Waternetwerken Redactie Monique Bekkenutte Anne de Boer Antal Giesbers Contact Koninklijk Nederlands Waternetwerk Binckhorstlaan 36 (M417) 2516 BE Den Haag (070) 322 27 65 06 31 67 86 68 e-mail: info@waternetwerk.nl

H2O / 18 - 2012

21

A N A LY S E S

MET

AANDACHT

EN

ADVIES

t (FBDDSFEJUFFSEF NPOTUFSOFNJOH

-FHJPOFMMB NJKO [PSH

FO B OBMZTF t -FHJPOFMMB QSFWFOUJF FO BEWJFT t 7PMMFEJHF -FHJPOFMMB POU[PSHJOH NFU PO[F XFCBQQMJDBUJF -&0/ t 6JUHFCSFJEF BOBMZTF QBLLFUUFO WPPS HFOFFTNJEEFMFO t 7FSWVJMJOHTPOEFS[PFL )' .FNCSBOFO t 0OEFS[PFL CJPMPHJTDIF TUBCJMJUFJU NFU 'MPX $ZUPNFUSJF

Pompen Afsluiters Systemen Q

Q

Bereken uw besparingen

Android

IPhone

KSB SuPremE® - de magneetvrije pompaandrijving die de energie-broekriem aanhaalt.

Met de nieuwe generatie KSB SuPremE® motoren bespaart u maar liefst 70% energiekosten. De motor voldoet nu reeds aan het toekomstige efficiëntieniveau IE4* en bevat geen magneetmaterialen. Daardoor heeft de motor een positievere milieubalans dan vergelijkbare permanentmagneetsynchroonmotoren en asynchroonmotoren. De robuustheid van de gebruikte materialen en de uiterst betrouwbare bouw staan garant voor een lange levensduur. Investeer daarom nu reeds in de meest efficiënte aandrijving van morgen.

120323

KSB Nederland B.V. - www.ksb.nl - infonl@ksb.com *conform IEC (CD) 60034-30 Ed. 2.

*thema

platform

Inke Leunk, KWR Watercycle Research Institute Gert van den Houten, Waterschap Rijn en IJssel Kees Maas, KWR Watercycle Research Institute

Trendanalyse grondwaterstanden Waterschap Rijn en IJssel toont na vroegere verdroging nu stabilisering KWR Watercycle Research Institute voerde in opdracht van Waterschap Rijn en IJssel samen met Vitens en de Provincie Gelderland een trendanalyse uit van grondwaterstanden uit de periode 1950-2010. De analyse toont vooral dalende trends, met name in de jaren 1970-1990. Sinds 1995 is de dalende trend gestopt. De oorzaken voor de gevonden trends zijn vaak niet aantoonbaar, omdat gegevens ontbreken over ingrepen in de waterhuishouding.

I

n het beheergebied van Waterschap Rijn en IJssel zijn sinds de jaren â&#x20AC;&#x2DC;50 veel ingrepen in de waterhuishouding verricht, zoals verbetering van de ontwatering, een toename van grondwateronttrekkingen en verandering van het landgebruik. In 1993 voerde de Provincie Gelderland een studie uit naar de mate van verdroging. Oost-Gelderland kwam er uit als het meest verdroogde deel van de provincie, met een daling van de grondwaterstand met 10 tot 40 centimeter sinds 1950. De meeste veranderingen vonden plaats in de periode 1970-1980. Naar aanleiding van deze studie is verdroging op de politieke agenda gekomen en zijn projecten begonnen om de nadelige eďŹ&#x20AC;ecten van verdroging tegen te gaan.

Verdroging is nog steeds een actueel onderwerp. Daarom onderzocht KWR Watercycle Research Institute in opdracht van het waterschap in 2011 opnieuw de grondwaterstanden in het beheergebied.

Hierbij is gekeken naar een langere periode, namelijk 1950 tot 2010. Voor het eerst zijn op deze gegevens modernere methoden van tijdreeksanalyse toegepast. Het waterschap gebruikt de resultaten van de studie als basis voor beleid voor verdrogingsbestrijding.

Deze nieuwe kennis over de vroegere grondwaterregimes maakt het mogelijk realistische doelen te stellen voor anti-verdrogingsmaatregelen.

Aanpak In 2011 onderzocht KWR Watercycle Research Institute of en waar grondwaterstanden in het beheergebied van Waterschap Rijn en IJssel trendmatig daalden of stegen. Het bleek niet altijd mogelijk om het verloop van de grondwaterstand helemaal te verklaren.

Daarom is een trendanalyse uitgevoerd, die zich richt op de algemene trend zonder oorzaken mee te nemen. Pas daarna is gezocht naar ingrepen in de waterhuis-

houding die deze trend kunnen verklaren.

Verder is voor alle meetlocaties de reactiesnelheid van het grondwatersysteem bepaald, uitgedrukt als een halfwaardetijd.

Met deze karakteristiek is het mogelijk verschillende grondwaterregimes te onderscheiden.

Voor het onderzoek zijn 130 meetreeksen geselecteerd. Ze zijn gekozen op zo groot mogelijke lengte, optimale verspreiding in

Afb. 1: Modellering van een meetreeks met alleen neerslag en verdamping (links) en neerslag, verdamping en trend (rechts).

H2O / 18 - 2012

23

het beheergebied en grootste dekking van de onderzoeksperiode. De bijbehorende peilfilters staan voor het grootste deel in het eerste watervoerend pakket.

Trends Eerst zijn alle reeksen gemodelleerd met neerslag en verdamping als verklarende variabelen. Van 28 reeksen is zo een betrouwbaar model gemaakt, wat betekent dat het verloop van de grondwaterstand goed verklaard wordt door alleen neerslag en verdamping. In de meeste overige gevallen geeft het residu (het verschil tussen de gemeten en de gemodelleerde waarden) echter een lineaire trend of een staptrend (sprong) te zien. Voor iedere residureeks is gekeken wanneer dit optrad en vervolgens is opnieuw gemodelleerd met de lineaire trend of sprong als extra invoer.

In het voorbeeld (zie afbeelding 1) is links de modellering met alleen neerslag en verdamping te zien. In het residu is duidelijk een dalende trend te zien. In de rechterfiguur is een nieuwe modellering te zien, met toevoeging van een trend voor de periode 1957-1982. Alleen de periode waarin een trend optreedt, wordt opgegeven; het programma bepaalt zelf de grootte ervan. Het model is duidelijk beter, maar er is nog steeds een verschil tussen de gemeten en berekende waarden. In de buurt van de plaats waar de meting is verricht, ligt een industriële winning.

Waarschijnlijk is deze onttrekking de oorzaak van de daling. Een onttrekking gaat echter niet volgens een simpele lineaire trend; in werkelijkheid zijn er variaties door het jaar heen en neemt de totale onttrekking per jaar toe. De lineaire benadering is een versimpelde weergave, die de werkelijkheid dus niet helemaal goed kan modelleren.

Afbeelding 2 geeft in één oogopslag een overzicht van de dalingen en stijgingen die in de 130 meetreeksen gevonden zijn. De lijnen in dit diagram geven aan over welke periode een trend geconstateerd is en hoe groot hij was. Er komen veel dalende trends in de grondwaterstanden voor, vooral in de periode 1970-1990. Bij 63 meetreeksen is een daling gevonden. Op acht locaties bleek bij controle dat de grondwaterstand waarschijnlijk niet daalde maar dat de buishoogte is aangepast. Hierdoor zit er een fout in de metingen. Op 27 locaties is een stijging te zien en op 40 locaties is geen duidelijke stijging of daling gevonden. De stijgingen en dalingen concentreren zich niet in specifieke gebieden, maar komen verspreid over het beheergebied voor, zoals in afbeelding 3 te zien is.

Rol van het klimaat Bij een tijdreeksanalyse wordt gekeken naar het effect van de neerslag en de verdamping op het verloop van de grondwaterstand. In dit onderzoek was één van de vragen of eventuele trends mede veroorzaakt worden door verandering van het neerslag- of verdampingspatroon. Om dit te onderzoeken, is iedere reeks twee keer gemodelleerd; eerst met alleen een trend (grafiek links in afbeelding 4) en daarna met een trend in combinatie met neerslag en

24

H2O / 18 - 2012

Afb. 2: Alle trends bepaald op basis van beoordeling van het residu.

verdamping (grafiek rechts in afbeelding 4).

Links is de grondwaterstand in de loop van de tijd 32 cm gestegen. Rechts is een stijging van 22 cm te zien. Blijkbaar leiden neerslag en verdamping tot een stijging van tien centimeter. Bij 82 van de 104 beschikbare reeksen vinden we in de periode 1960-2000 op deze manier een grondwaterstijging van meer dan vijf centimeter als gevolg van een verandering van neerslag- en verdampingspatroon.

Oorzaken trends Met tijdreeksanalyse worden op veel locaties duidelijke trends gevonden die niet aan neerslag en verdamping zijn toe te schrijven. De methode geeft echter geen informatie over de oorzaak van de lineaire trend of sprong. In een aantal gevallen bestaat het vermoeden dat de gevonden

trend een artefact is. Bijvoorbeeld doordat het meetpunt is opgehoogd, terwijl deze wijziging niet is doorgevoerd in de metadata.

Dit resulteert in een dalende sprong in de meetreeks.

Voor het beheergebied waren onttrekkingsgegevens van drinkwaterwinningen en peilen van de grote rivieren beschikbaar.

Op 15 locaties werd de verandering van de grondwaterstand statistisch/hydrologisch betrouwbaar gemodelleerd met een drinkwaterwinning als extra verklarende reeks en op zes locaties is betrouwbaar de invloed van peilverandering op de grote rivieren teruggevonden.

In veel gevallen kan de oorzaak van een trend niet met zekerheid worden bepaald: of omdat (gedetailleerde) informatie over

Afb. 3: Ruimtelijke weergave van stijgingen en dalingen (lineaire trends en staptrends) in de ondiepe meetpunten, met jaartal of periode.

*thema

platform

Afb 4: Effect van klimaat; links de trend in de meetreeks en rechts de trend minus het effect van neerslag en verdamping.

de locatie ontbreekt of omdat tijdreeksen van mogelijke invloeden ontbreken. Denk bijvoorbeeld aan ruilverkavelingen, die vooral lokale invloed hebben. De individuele ingrepen zijn vaak niet vastgelegd. Daarom is de invloed moeilijk te achterhalen.

Halfwaardetijd als karakteristiek Het grondwaterregime is het gedrag van de grondwaterspiegel onder invloed van neerslag en verdamping. Sommige gebieden reageren snel en andere traag. Met een tijdreeksanalyse wordt een karakteristieke maat voor de reactiesnelheid van het grondwater ter plaatste van de peilbuis gevonden. Deze is ruwweg te vergelijken met de halfwaardetijd die wordt gehanteerd voor radioactief verval.

Afbeelding 5 geeft een voorbeeld van een reactie op neerslag op twee meetpunten.

Links een meetpunt tussen Vorden en Ruurlo, in de buurt van de Baakse Beek. De grondwaterstand reageert hier heel snel; na een jaar is het effect van een willekeurige bui nagenoeg helemaal uitgewerkt. De ‘halfwaardetijd’ bedraagt 74 dagen. Het duurt ruwweg twee tot drie keer de halfwaardetijd voordat het effect van afwijkende weersomstandigheden uit de grondwaterstand is verdwenen.

Rechts is een meetpunt ten noorden van

Arnhem. Hier is sprake van een heel traag systeem, waar het circa twee jaar duurt voor het effect van een willekeurige bui maximaal is. Na tien jaar is het nog niet uitgewerkt. De halfwaardetijd bedraagt 1.114 dagen.

In nagenoeg het hele beheergebied ligt de halfwaardetijd tussen 30 en 140 dagen ofwel één tot vijf maanden. De oorzaak hiervoor kan zijn dat overal ongeveer even intensief wordt ontwaterd, waarmee de halfwaardetijd wordt ‘geüniformeerd’. De Veluwe, Montferland en Markelo (stuwwallen) vormen een uitzondering hierop en reageren trager.

De karakterisering aan de hand van halfwaardetijden is vooral nuttig om grote verschillen tussen systemen inzichtelijk te maken. De halfwaardetijd kan ook gebruikt worden om de meetfrequentie af te stellen. In een traag systeem volstaat meestal een lage meetfrequentie, terwijl in een snel systeem een hoge meetfrequentie nodig is om het effect van neerslag en verdamping op de grondwaterstand goed te meten.

locaties (46 procent) vinden we een daling van de grondwaterstand en op 24 locaties (22 procent) een stijging, op 39 locaties (32 procent) is geen trend gevonden in de meetreeks; t

Vooral in de periode 1970-1990 trad op veel locaties een daling van de grondwaterstand op. In de periode 1995-2010 treden veel minder trends op en zien we zowel dalingen als stijgingen van de grondwaterstand;

t

Er zijn geen duidelijk onderscheidende gebieden gevonden waar stijging of daling van de grondwaterstand overheerst.

Dalingen en stijgingen komen naast elkaar voor. Kennelijk zijn veel trends lokaal van aard;

t

In veel gevallen kunnen we niet met zekerheid bepalen wat de oorzaak is van een trend, omdat (gedetailleerde) informatie over de locatie ontbreekt of omdat tijdreeksen van mogelijke invloeden ontbreken. Voor een beperkt aantal meetreeksen is vastgesteld dat toename van onttrekkingen en rivierwaterstanden oorzaken zijn van de waargenomen trends;

t

Het klimaat had een stijging van de gemiddelde grondwaterstand tot gevolg: op de meeste locaties tussen vijf en 20 cm. Deze stijging wordt echter overstemd door de verlagende invloeden, waardoor in totaal meer dalingen van de grondwaterstand gevonden worden.

Conclusies t

Tussen 1950 en 2010 komen in het beheergebied van Rijn en IJssel dalende trends in de grondwaterstand ongeveer twee keer zo vaak voor als stijgende trends. Op 55

Afb. 5: Effect van de neerslag op de grondwaterstand in een snel (links) en traag (rechts) systeem.

H2O / 18 - 2012

25

Marijn Kuijper, Deltares Dimmie Hendriks, Deltares Siebe Bosch, Hydroconsult Jos Moorman, Waterschap Aa en Maas

LGSI: een nieuw neerslagafvoerconcept voor de Leijgraaf Door de complexiteit van de interactie tussen grondwater en oppervlaktewater is het nog steeds een uitdaging om een neerslag-afvoermodel te ontwikkelen dat zowel in natte als in droge perioden de afvoer uit een stroomgebied goed kan voorspellen. Voor het stroomgebied van de Leijgraaf is het recent ontwikkelde concept voor neerslagafvoermodellering ‘LGSI’ getoetst en vergeleken met een reeds bestaand neerslagafvoermodel. LGSI toont veelbelovende resultaten, met name voor simulatie van afvoeren op de overgang van droge en natte condities, waarbij de berging in het grondwater een belangrijke rol speelt. In dit artikel beschrijven we de uitgevoerde toets en geven we een vooruitblik richting verdere toepassing.

A

fvoer van grondwater naar oppervlaktewater speelt een belangrijke rol in de afvoer vanuit stroomgebieden. Het gaat daarbij niet alleen om de basisafvoer in droge perioden of de hoeveelheid grondwater die relatief snel wordt afgevoerd door sloten en beken, minstens zo belangrijk is de bergingsruimte die het grondwatersysteem biedt voor de tijdelijke berging van neerslag. Een goed voorbeeld is het droge jaar 1976. In dat jaar, dat als recordjaar te boek staat, was het neerslagtekort zo groot dat grondwaterstanden historisch laag stonden. Zo laag zelfs dat het enkele jaren duurde voor de grondwaterstand weer tot normale waarden waren gestegen en ook (piek)afvoeren weer normale waarden bereikten. In het najaar van 1998 gebeurde het tegenovergestelde: grondwaterstanden waren toen zo hoog dat de ondergrond geen extra water meer kon bergen. De meeste neerslag werd daardoor vrijwel direct afgevoerd.

Wanneer rekentijd van doorslaggevend belang is, zoals in operationele voorspelsystemen, wordt voor afvoermodellering vaak gebruik gemaakt van vereenvoudigde concepten. Hierin is het grondwatersysteem versimpeld tot een statische flux of vaste grondwaterstand. In andere toepassingen wordt gebruik gemaakt van gekoppelde

26

H2O / 18 - 2012

grondwater- en oppervlaktewatermodellen.

Dergelijke berekeningen kunnen het inzicht in de stromingsprocessen zeker vergroten, maar worden door de lange rekentijden niet gebruikt in operationele toepassingen zoals beslissingondersteunende systemen.

In 2011 is Ype van der Velde bij Deltares en op de universiteit van Wageningen gepromoveerd op het dynamisch modelleren van de interactie tussen grond- en oppervlaktewater. Hij heeft hiervoor onder meer het modelconcept LGSI ontwikkeld. LGSI staat voor Lowland Groundwater Surface water Interaction.

Resultaten in het stroomgebied van de Hupselse Beek1) toonden aan dat met dit concept de afvoer naar drainagebuizen, sloten en greppels goed kon worden voorspeld, met zeer korte rekentijden.

Sindsdien heeft Deltares dit modelconcept doorontwikkeld en geschikt gemaakt voor toepassing in de praktijk, waarbij het is getest en aangepast voor grotere stroomgebieden met complexere geohydrologische kenmerken. Een recent uitgevoerde studie in het stroomgebied van de Drentsche Aa2) toont veelbelovende resultaten, met name voor simulatie van afvoeren in extreem droge condities, waarbij grondwaterberging een belangrijke rol speelt. Om meer inzicht te krijgen in de inzetbaarheid van LGSI voerde

Waterschap Aa en Maas samen met Deltares en Hydroconsult een toets uit in het stroomgebied van de Leijgraaf.

De Leijgraaf Het stroomgebied van de Leijgraaf ligt in Noord-Brabant tussen Veghel en Uden en heeft een oppervlak van circa 180 km2.

Een belangrijk kenmerk van het gebied is de aanwezigheid van de Peelrandbreuk.

De slecht doorlatende geologische breuk vormt een belangrijke barrière in het grondwatersysteem (zie afbeelding 1). Aan de oostzijde komt de grondwaterstand dicht aan maaiveld, waardoor een natte kwelzone langs de breukzone ontstaat: de zogeheten wijstgronden (zie foto). Aan de westzijde is het aanzienlijk droger door een dikker watervoerend pakket en diepere grondwaterstand.

De Leijgraaf stroomt in het westelijke deel in noordwestelijke richting langs de breuk en buigt daarna af naar het westen3).

LGSI LGSI is een modelconcept dat veranderingen in waterberging beschrijft via ruimtelijke verdelingen van de grondwaterstandsdiepte en de veranderingen hierin door de tijd. Het maakt dus gebruik van ruimtelijke grondwaterinformatie. In Nederland is deze informatie in de meeste gevallen goed te verkrijgen uit ruimtelijk gedifferentieerde

*thema

Afb. 1: Dwarsdoorsnede van het stroomgebied van de Leijgraaf.

platform

Afb. 2: Voorbeeld van ruimtelijke verdeling van grondwaterdiepte op een droge en een natte dag.

grondwaterstromingsmodellen. In het geval van de Leijgraaf is gebruik gemaakt van de informatie uit een Triwaco-model van het waterschap4), doorgerekend voor de periode 2000 tot en met 2006. Als modelinvoer zijn tijdreeksen over deze periode van de neerslag en verdamping toegepast.

Voor kalibratie is gebruik gemaakt van de gemeten afvoer bij het uitstroompunt van de Leijgraaf over dezelfde periode.

Gezien de ruimtelijke heterogeniteit in het stroomgebied is het LGSI-model opgedeeld in twee gebieden, gescheiden door de Peelrandbreuk. Per tijdstap is de ruimtelijke verdeling van grondwaterdiepten uit het grondwatermodel in deze twee gebieden uitgezet in een histogram. Deze frequentieverdeling vertoont voor iedere dag een ander gemiddelde en een andere standaarddeviatie, maar blijkt wel iedere dag een normaalverdeling op te leveren. Het deel van de normaalverdeling met waarden kleiner dan nul beslaat het gebied waar grondwater boven de drainagebasis komt en wordt afgevoerd naar de Leijgraaf (zie afbeelding 2).

De variatie van de normaalverdelingen in de tijd kan beschreven worden door één functie per deelgebied. Deze functies zijn vervolgens gebruikt om per tijdstap de waterberging boven het drainageniveau te berekenen, aan de hand van gemeten neerslag en verdamping en de bodemkarakteristieken van het gebied.

Gebruik van de frequentieverdelingen maakt dat LGSI expliciet rekening houdt met het niet-lineaire gedrag van hydrologische systemen, waarbij de bijdrage van verschillende drainageniveaus (eerste, tweede en derde orde waterlopen) afhangt van de diepte van de grondwaterstand. Het water boven het drainageniveau komt in LGSI niet direct tot afvoer, maar ondervindt vertraging als gevolg van afvoer- en drainageweerstanden en een karakteristieke afvoervertraging van het stroomgebied. Ook zijn de afvoerpieken tijdens buien, als gevolg van directe afvoer van neerslag op open water en afvoer als gevolg van dichtslaan van de bodem, berekend met het LGSI-model (zie afbeelding 1).

Het model is automatisch gekalibreerd met een GLUE-analyse5). Tijdens zo’n analyse wordt het LGSI-model met zoveel mogelijk verschillende parametercombinaties doorgerekend,

Links: Peelrandbreuk vormt een duidelijke overgang in het landschap. Rechts: ijzerrijke kwel bovenstrooms van de breukzone.

waarbij de waarde van alle parameters willekeurig varieert binnen een vooraf ingestelde marge rondom de initiële parameterwaarde. Deze waarden zijn gebaseerd op relaties uit het grondwatermodel en gebiedskennis van bodem, landgebruik, weerstanden en afvoervertraging. Tijdens de analyse wordt voor iedere parametercombinatie een waterbalanstest uitgevoerd op de metingen en modeluitkomsten en een Nash-Sutcliffe efficiëntiecoëfficiënt (NSeff) berekend.

Deze coëfficiënt wordt veel gebruikt om de voorspellende waarde van hydrologische modellen te bepalen. Hoe dichter de waarde van NSeff bij 1 ligt, des te beter het model.

Modellen met een NSeff kleiner of gelijk aan nul hebben geen toegevoegde voorspellende waarde ten opzichte het gemiddelde van de meetreeks. Vervolgens worden parametercombinaties geselecteerd die zowel een goede waterbalanssluiting als een hoge NSeff geven.

Doordat LGSI-modellen een korte rekentijd hebben van tien tot 20 seconden op dagbasis, is het mogelijk om 100.000 tot 1.000.000 parametercombinaties door te rekenen. De kans dat één of meerdere van deze modelvarianten de optimale parametercombinatie bevat, is daardoor zeer groot. De modelvariant met de hoogste

NSeff wordt beschouwd als het beste model voor het gebied. Daarnaast kan een onzekerheidsband worden weergegeven op basis van de modelvarianten met een NSeff die boven een gekozen grenswaarde ligt. Deze modelvarianten presteren veelal beter gedurende bepaalde perioden, bijvoorbeeld onder extreem natte of droge omstandigheden, dan het model dat over de hele modelperiode genomen het beste is.

Resultaat Afbeelding 3 toont de op dagbasis gesimuleerde afvoer van de Leijgraaf. Voor de kalibratieperiode geeft het LGSI-model een gemiddelde NSeff van 0,78 tot 0,89.

Tijdens de modelsimulatie bleek dat de het afvoermeetpunt van de Leijgraaf achter een automatische stuw ligt. Deze stuw veroorzaakt een variërende vertraging in de afvoergolf, waardoor het lastig is de gemeten afvoer op uur- of dagbasis te vergelijken met het LGSI-model. Wanneer in de berekeningen rekening wordt gehouden met een vertraging van de afvoergolf van maximaal drie dagen, levert dit een betere voorspellende waarde van het het LGSI-model op: NSeff = 0,89.

Na kalibratie is het LGSI-model ook gedraaid voor het jaar 1998, om te zien hoe het model

H2O / 18 - 2012

27

buiten de ijkperiode presteert. De voorspellende waarde van het LGSI-model is voor 1998 nagenoeg gelijk aan die van de kalibratieperiode: NSeff = 0,78 en NSeff met drie dagen vrijheidsgraad = 0,89. Het model presteert daarmee ook buiten de ijkperiode goed.

Naast de afvoer berekent het LGSI-model voor ieder deelgebied per tijdstap ook de ruimtelijke verdeling van de grondwaterdiepte (zie afbeelding 3). Aan de hand hiervan kunnen we voor het gebied een duidelijke relatie leggen tussen de actuele waterberging in de ondergrond en de afvoerrespons na een bui. Deze informatie kan van groot nut zijn bij het tijdig nemen van maatregelen om wateroverlast én droogteproblemen te voorkomen of te beperken.

Het LGSI-model kan ook op kleinere tijdstappen worden doorgerekend. Door het overheersende effect van het variabele automatische stuwbeheer op deze tijdschaal is dit voor deze toets echter niet zinvol. Voor een goed modelresultaat is dan eigenlijk een koppeling van het LGSI-model met een hydraulisch model nodig, dat rekening houdt met op- en neergaan van de stuw. Omdat een dergelijk model in deze studie niet voorzien was, zijn geen berekeningen op uurbasis gemaakt. Voor toekomstige modellering van de Leijgraaf is het raadzaam het LGSI-model te gebruiken als voeding voor een hydraulisch stromingsmodel waarin vervolgens het stuwbeheer wordt gesimuleerd.

Vergelijking met Wageningenmodel Omdat LGSI een nieuw concept is, is ter vergelijking ook een simulatie uitgevoerd met een conventioneel neerslagafvoermodel.

Hiervoor is het concept van het Wageningenmodel toegepast en gekalibreerd voor dezelfde periode als het LGSI-model.

Het Wageningenmodel is een zogeheten conceptueel model van het type lumped. Conceptueel wil zeggen dat de fysische processen die zich in de bodem afspelen slechts in beperkte mate als zodanig in de modelcode zijn ondergebracht. Het Wageningenmodel gaat uit van twee compartimenten: één voor de opslag van grondwater en één voor de onverzadigde zone. De onverzadigde zone wisselt volumes uit met het grondwater. Vanuit het grondwater treedt drainage op via twee routes: een snelle en een trage flux. De verdeling tussen beide fluxen is onder meer een functie van de mate waarin het grondwatercompartiment gevuld is.

Met lumped bedoelen we dat binnen een modelobject wordt gerekend met gemiddelde waarden voor het gehele gebied, waardoor geen sprake is van ruimtelijke variabiliteit in de modeluitvoer.

Dit modeltype is dan ook een tegenpool van volledig fysisch gebaseerde, gedistribueerde modellen zoals Modflow, Triwaco of Simgro.

Ook LGSI is dus ook een lumped model, maar houdt in tegenstelling tot conventionele neerslagafvoerconcepten wel expliciet rekening met ruimtelijke variabiliteit in de modelinvoer.

De Leijgraaf is in het Wageningenmodel geschematiseerd in één modelgebied. Het kalibratieproces is grotendeels geautomatiseerd uitgevoerd. Om de vindkans van een modelvariant met een optimale parametercombinatie zo groot mogelijk te maken, hebben we de kalibratie in twee fasen opgedeeld: kalibratie op de gefilterde basisafvoer en kalibratie op de totale afvoer.

In beide fasen is gekalibreerd door achtereenvolgens Monte-Carlo-sampling, een algoritme en een gevoeligheidsanalyse uit

Afb. 3: Resultaten LGSI. Berekende versus gemeten afvoer en berekende grondwaterdiepte op de Peelhorst en in de Centrale Slenk.

te voeren. In de eerste fase van de kalibratie hebben we uit de totale afvoer de ‘trage component’ gefilterd volgens de methode van de Universiteit Leuven6). De sampling was nodig om de gehele bandbreedte van mogelijke parameterwaarden te onderzoeken. De gevoeligheidsanalyse in de laatste fase was vooral van belang om de gevoeligheid van de basisafvoer voor de parameters te onderzoeken.

Door de parameterwaarden waarvoor de basisafvoer gevoelig blijkt te zijn, ‘vast te zetten’, kan in fase 2 de kalibratie op de totaalafvoer worden uitgevoerd met minder parameters7). De kalibratie van het Wageningenmodel resulteerde in een Nash-Suthcliffe-coëfficiënt van 0.85 voor de afvoeren op dagbasis.

Conclusies Voor het stroomgebied van de Leijgraaf is het modelconcept voor neerslagafvoermodellering LGSI getoetst en vergeleken met een conventioneel concept voor neerslagafvoermodellering: het Wageningenmodel.

Hieruit blijkt dat kalibratie van LGSI tot vergelijkbare voorspellende waarden leidt als het Wageningenmodel. Een voordeel van LGSI is dat het expliciet rekening houdt met ruimtelijke variatie in grondwaterstanden en het niet-lineiaire gedrag van drainagesystemen. Juist hierdoor toont LGSI veelbelovende resultaten voor simulatie van afvoeren op de overgang van droge en natte condities, waarbij tijdelijke berging van neerslagwater in het grondwater een belangrijke rol speelt. Doordat LGSI naast afvoeren ook de verdeling van de grondwaterdiepte berekent, biedt het de mogelijkheid om actuele modelvoorspellingen te doen over afvoeren én grondwaterberging. In beslissingsondersteunende systemen biedt deze informatie waterbeheerders extra houvast om tijdig te anticiperen en maatregelen te nemen om zowel wateroverlast als droogteproblemen te voorkomen of te beperken.

LITERATUUR 1) Van der Velde Y., G. de Rooij en P. Torfs (2009).

Catchment-scale non-linear groundwater-surface water interactions in densely drained lowland catchments. Hydrol. Earth Syst. Sci. nr. 13, pag. 1867-1885.

2) Wanders N., D. Hendriks en Y. van der Velde (2011).

Combined groundwater - surface water modeling with a lumped hydrological model. Deltares.

Rapport 1203833-000-BGS-0001.

3) Stuurman R., G. van Beusekom en J. Reckman (2000). Watersystemen in beeld. Een beschrijving van de grond- en oppervlaktewatersystemen van Noord-Brabant. TNO. Rapport NITG 00-10-A. 4) Van der Wal B., A. Krikken en J. Jansen (2008).

Hydrologische modellering GGOR Groote Peel en De Bult. Waterschap Aa en Maas.

5) Beven K. en A. Binley (1992). The future of distributed models: model calibration and uncertainty prediction. Hydrological Processes nr. 6, pag. 279-298.

6) Willems P. (2009). A time series tool to support the multi-criteria performance evaluation of rainfall-runoff models. Environmental Modelling & Software nr. 3, pag. 311-321.

7) Fenicia F. (2008). Understanding catchment behaviour through model concept improvement.

Proefschrift TU Delft.

28

H2O / 18 - 2012

*thema

platform

Annemieke van Doorn, Royal HaskoningDHV Henk van Hardeveld, Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden Linda Nederlof, Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden

Toepassing dynamisch peilbeheer vereist innovaties Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden heeft de afgelopen jaren onderzoek verricht naar dynamisch peilbeheer in het veenweidegebied. Het voerde een praktijkproef uit en rekende diverse peilvarianten door met een grondwatermodel. De interactie tussen grond- en oppervlaktewater in het veenweidegebied blijkt zeer gering. De onderzochte vormen van dynamisch peilbeheer leiden daarom vooral tot een grotere beheerinspanning en een toename van de watervraag, zonder dat de melkveehouderij of het vertragen van de bodemdaling er duidelijk profijt van heeft. Desalniettemin bieden andere vormen wellicht wel perspectief. Hiervoor zijn idealiter twee innovaties nodig: de toepassing van onderwaterdrainage en een beslissingsondersteunend systeem dat gebruik maakt van remote sensing-beelden.

H

et is algemeen bekend: door de ontwatering van veenweidepolders daalt de veenbodem. Hoe dieper de ontwatering, des te sneller het gaat. Om dit proces af te remmen, zijn hoge waterpeilen nodig. Maar bij te hoge peilen is geen rendabele melkveehouderij meer mogelijk. Als compromis wordt in WestNederland daarom vaak een drooglegging van 50 tot 60 cm gehanteerd. Er zijn echter ook polders die kleinere droogleggingen hebben. In de polders rondom Zegveld en Oud-Kamerik (ruwweg gesitueerd tussen Woerden en de Nieuwkoopse Plassen, zie kaart) is overeenstemming bereikt over droogleggingen van 45 tot 55 cm.

Daarbij is wel als voorwaarde gesteld dat Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden moet onderzoeken in hoeverre met een dynamischer peilbeheer de omstandigheden voor de landbouw te verbeteren zijn. In 2009 is dit onderzoek begonnen. Het bestaat uit een praktijkproef op perceelniveau en de ontwikkeling van een beslissingsondersteunend systeem, gebaseerd op modelsimulaties.

Dynamisch peilbeheer is peilbeheer waarbij de waterstand dynamisch in de tijd mag fluctueren binnen een tevoren vastgestelde boven- en ondergrens. Afhankelijk van de grondwaterstand, het bodemvochtgehalte en de weersomstandigheden is het oppervlaktewaterpeil in te stellen tussen de bovenen ondergrens. Het is dus een anticiperend peilbeheer, waarbij actief getracht wordt

Locatie van het praktijkcentrum.

met het waterpeil de grondwaterstand te beïnvloeden.

Opzet praktijkproef De praktijkproef is uitgevoerd op het praktijkcentrum Zegveld in twee proefvakken op één perceel (gescheiden door een drain in de grond). Het perceel is 50 meter breed.

In het ene proefvak is het dynamische peilbeheer ingevoerd en in het andere is het

reguliere zomer- en winterpeil gehandhaafd, met een drooglegging van respectievelijk 45 en 55 cm. In beide proefvakken is op vijf meetpunten (onderlinge afstand acht meter) in een raai loodrecht tussen de sloten continue de grondwaterstand gemeten (zie foto). Ook het slootpeil is continu geregistreerd. Aanvullend hierop zijn de waterkwaliteit, gewasopbrengst en draagkracht van de percelen gemeten.

H2O / 18 - 2012

29

In het perceel met dynamisch peilbeheer is het slootpeil gestuurd op basis van grondwaterstandmetingen in het midden van het perceel (gemiddelde van de middelste drie peilbuizen). In de eerste meetperiode (tien maanden) is een protocol gehanteerd met 20 cm peildynamiek. In de tweede meetperiode (tien maanden) is 35 cm peildynamiek toegestaan. De tabel geeft een overzicht van de gehanteerde instellingen.

Resultaten praktijkproef De grondwaterstand in het veenweidegebied reageert zeer direct op neerslag. Na een bui stijgt de grondwaterstand doorgaans binnen enkele uren. Het oppervlaktewaterpeil heeft echter beduidend minder invloed op de grondwaterstand. De resultaten (zie afbeelding 1) laten zien dat de grondwaterstanden in het midden van het proefveld (afstand 25 meter) pas na enkele weken door een peilwijziging worden beïnvloed.

En dan is de invloed klein: na een maand is verandering van de grondwaterstand in het midden van het perceel 20 tot 30 procent van de peilverandering in de sloot. Bij de peilbuizen naast de sloot (afstand 7,5 meter) treedt overigens wel een groter en sneller effect op.

Uit het functioneren van het protocol blijkt dat de grondwaterstand op het perceel in de zomer langdurig onder de onderste grens uitzakt tot circa 80 cm beneden maaiveld en het oppervlaktewaterpeil dus maandenlang op het hoogste niveau moet worden gezet.

In de winter geldt de omgekeerde situatie.

Het dynamisch peilbeheer functioneert in

Inrichting van de praktijkproef (foto: Ron Stroet).

de praktijk buiten de omslagperiode in het voor- en najaar dus weinig dynamisch.

Tijdens de proef is geen verschil in gewasopbrengst gemeten. Ten aanzien van draagkracht is slechts een klein effect gevonden. Bij drogere omstandigheden in de winter heeft de grondwaterspiegel een bol profiel en ligt nergens vlak onder het maaiveld. In die omstandigheden is de grondwaterstand met een oppervlaktewaterpeilverlaging beperkt te beïnvloeden.

Met een peilverlaging van tien tot 15 cm is onder de juiste klimatologische omstandigheden de betreedbaarheid van het perceel enkele dagen te vervroegen.

De bodemdaling is niet gemeten maar berekend aan de hand van de grondwater-

Instellingen protocollen dynamisch peilbeheer.

tabel 1 Grondwaterstand

Beslissingsondersteunend systeem Parallel aan de praktijkproef is gewerkt aan de ontwikkeling van een beslissingsondersteunend systeem voor de gehele polder Zegveld. Dit systeem heeft tot doel snel en accuraat, op basis van de verwachte neerslag en verdamping, de huidige en toekomstige freatische grondwaterstand en de aan- en afvoer van oppervlaktewater te voorspellen. De instellingen van het systeem zijn grotendeels gebaseerd op simulaties met het HYDROMEDAH-model van De Stichtse Rijnlanden.

Drooglegging slootpeil [cm-mv] Meetperiode 1: Meetperiode 2: 20 cm peildynamiek 35 cm peildynamiek

[cm-mv] < 30 30 - 35 35 - 40 40 - 45 45 - 50 50 - 55 > 55

60 60

50 35

50 25

40

Afb. 1: Effect van de aanpassingen van het oppervlaktewaterpeil op de grondwaterstand op drie afstanden van de sloot in de tijd.

Figuur 2

afstand 7.5 m van sloot

90%

afstand 15 m van sloot

80%

afstand 25 m van sloot (midden perceel)

effect verandering oppervlaktewaterpeil op grondwaterstand

100%

70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0

30

H2O / 18 - 2012

standen en een formule die is afgeleid van langjarige metingen op het praktijkcentrum Zegveld1). Deze formule berekent de bodemdaling op basis van de gemiddelste laagste grondwaterstand, waarbij vooral grondwaterstanden lager dan 50 cm onder maaiveld de bodemdaling bevorderen.

Het blijkt dat de onderzochte vorm van dynamisch peilbeheer de bodemdaling slechts twee millimeter per jaar kan reduceren: van elf naar negen millimeter.

De periode van de proef was te kort om een effect op de waterkwaliteit te kunnen waarnemen. Het langetermijneffect op de waterkwaliteit en ecologie blijft echter een aandachtspunt. Ondanks de korte duur van de proef is een duidelijk effect op de afkalving van oevers waargenomen.

Tijdens perioden met een hoger peil zijn de slootkanten drassig en treedt sneller vertrapping van het veen op.

1

2

3

4 weken

5

6

7

8

9

Er zijn vier protocollen doorgerekend: dynamisch peilbeheer met 20 cm peildynamiek; t dynamisch peilbeheer met 35 cm peildynamiek; t lokale toepassing van onderwaterdrainage zonder dynamisch peilbeheer; t lokale toepassing van onderwaterdrainage en dynamisch peilbeheer met 35 cm peildynamiek. t

De eerste twee situaties zijn tevens onderzocht in de praktijkproef. Met deze modelsimulaties zijn de conclusies op perceelniveau te extrapoleren naar conclusies op polderniveau. Tevens is te bepalen hoeveel aan- en afvoer van water nodig is voor dynamisch peilbeheer. Uit de praktijkproef bleek echter dat de interactie tussen het grond- en oppervlaktewater traag

*thema is in het midden van het perceel, waardoor de effectiviteit van dynamisch peilbeheer ernstig wordt belemmerd. Om deze reden zijn twee extra protocollen doorgerekend, de twee laatste. Door de aanleg van onderwaterdrainage vindt over het gehele perceel een sterkere interactie plaats tussen het grond- en oppervlaktewater. Met de modelsimulaties is in beeld te brengen in hoeverre de effectiviteit toeneemt als dynamisch peilbeheer wordt gecombineerd met onderwaterdrainage.

Onderwaterdrains zijn niet overal toepasbaar.

Bij droogleggingen kleiner dan 30 cm zijn ze ongewenst omdat dan dierlijke meststoffen te snel kunnen uitspoelen naar het oppervlaktewater2). Ook bij droogleggingen groter dan 70 cm zijn ze ongewenst, want dan kan de nutriëntrijke diepe veenbodem uitlogen3).

Er is daarom alleen een lokale toepassing gesimuleerd, op locaties met een drooglegging tussen 30 en 70 cm.

Modelberekeningen De berekende grondwaterstanden van de protocollen zonder onderwaterdrainage komen goed overeen met de meetresultaten van de praktijkproef. De invloed van het oppervlaktewaterpeil is doorgaans gering.

Door toevoeging van onderwaterdrainage neemt het effect echter duidelijk toe.

Afbeelding 2 toont het effect van 35 cm peildynamiek en lokale toepassing onderwaterdrainage (het laatste protocol) op de GxG. De ruimtelijke patronen geven duidelijk weer welk peilbeheer is gehanteerd en waar onderwaterdrainage is toegepast.

De grijs gekleurde gebieden zijn onderbemalingen. Hier is geen dynamisch peilbeheer gehanteerd, noch onderwaterdrainage toegepast. De gebieden waar onderwaterdrainage is toegepast, hebben een duidelijk lagere gemiddelde hoogste grondwaterstand, in de grafiek aangegeven met oranjeroodtinten. In de gebieden zonder onderwaterdrainage maar met dynamisch peil is de gemiddelde hoogste grondwaterstand doorgaans één tot vijf centimeter hoger. Dit komt doordat de grondwaterstanden slechts zelden zo hoog zijn dat de maximale drooglegging van 60 cm wordt gehanteerd. De gemiddelde laagste grondwaterstand stijgt vrijwel overal (met uitzondering van de onderbemalen gebieden) tien tot 25 centimeter. Dat is vergelijkbaar met de maximale peilverhoging in de zomer.

Een ander opvallend resultaat is dat het peil erg dynamisch is. In de zomer zorgen kortdurende periodes van hoge grondwaterstand regelmatig voor peilverlagingen.

Omdat de pieken vaak kort duren, wordt meestal binnen enkele dagen het peil weer verhoogd. In de winter treedt een dergelijke grilligheid voornamelijk op bij het protocol met 35 cm peildynamiek. Het peil wisselt dan frequent tussen de twee laagste peilinstellingen, omdat de grondwaterstand vrijwel nooit langere tijd zo hoog staat dat de laagste peilinstelling nodig is. De sterke peildynamiek heeft tot gevolg dat meer aan- en afvoer van water plaatsvindt. De berekende aanvoerbehoefte in de zomer is zonder onderwaterdrainage tussen 60 en 120 procent hoger dan in de huidige situatie en met onderwaterdrainage zelfs 150 procent hoger.

De berekende aanvoerbehoefte is vergelijkbaar met eerder uitgevoerd onderzoek naar grondwatergestuurd peilbeheer in veenweidegebied4). Beide studies simuleerden echter een protocol met zeer frequente fluctuaties. In de dagelijkse beheerpraktijk zal dit nooit op een dergelijke manier worden toegepast. Deze kanttekening wordt extra onderstreept door een vergelijking te maken met de praktijkproef. Daar was nauwelijks sprake van enige peildynamiek tijdens zowel de zomer- als de wintermaanden, enkel tijdens de seizoenswisselingen. Eerder uitgevoerde modelsimulaties die de beheerpraktijk natuurgetrouwer in ogenschouw nemen, laten zien dat de toename van de watervraag in zeer grote mate is te beperken, vooral door rekening te houden met weersverwachtingen5).

Conclusie De grondwaterstand in het midden van het perceel wordt alleen bij lange perioden (maanden) met hoge of lage waterpeilen duidelijk beïnvloed. Door dit geringe effect wordt door dynamisch peilbeheer de draagkracht in het voorjaar nauwelijks vergroot en de maaivelddaling slechts in kleine mate geremd. De voordelen van de onderzochte vorm van dynamisch peilbeheer zijn dus gering. Daarnaast zijn wel duidelijke nadelige effecten geconstateerd. De beheerinspanning is groter, de watervraag tijdens de zomer neemt toe en bij langdurige hogere slootpeilen treedt meer afkalving van de slootkanten op. Tevens vormt het langetermijneffect op waterkwaliteit en

Afb. 2: Verandering GxG door 35 cm peildynamiek en lokale toepassing onderwaterdrainage.

platform

ecologie een aandachtspunt. Het toepassen van de onderzochte vormen van dynamisch peilbeheer wordt daarom als onwenselijk gezien.

Toepassing remote sensing?

Hoewel de onderzoeksresultaten niet rooskleurig zijn, bieden innovaties als onderwaterdrainage en remote sensing wel perspectief. Door toepassing van onderwaterdrainage is de interactie tussen grond- en oppervlaktewater aanzienlijk te vergroten. Indien door een weloverwogen toepassing van praktische beheerregels de toename van de inlaatbehoefte valt te beperken, is een combinatie van dynamisch peilbeheer met onderwaterdrainage wellicht te overwegen. Idealiter wordt daarbij een beslissingsondersteunend systeem gebruikt dat informatie integreert van grondwaterstanden, bodemvocht en weersverwachtingen. Hiervoor is remote sensing uitermate geschikt. Des te meer omdat sinds vorig jaar remote sensing-gegevens dagelijks beschikbaar zijn voor waterschappen en de toepassing steeds meer gemeengoed wordt6).

Enkele ideeën voor toepassing hiervan in combinatie met dynamisch peilbeheer die tijdens het uitgevoerde onderzoek naar voren kwamen, zijn: t

ondersteuning van de keuze om voortijdig te bemalen bij een natte veldsituatie en voorspelling van neerslag;

t

ondersteuning van de keuze om niet te bemalen bij een droge veldsituatie in de zomer en voorspelling van neerslag;

t

gebiedsgerichte bepaling van het tijdstip van overgang van zomer- naar winterpeil en vice versa.

LITERATUUR 1) Van den Akker J., J. Beuving, R. Hendriks en R. Wolleswinkel (2007). Maaivelddaling, afbraak en CO2-emissie van Nederlandse veenweidegebieden.

Leidraad Bodembescherming 83.

2) Jansen P., E. Querner en C. Kwakernaak (2007). Effecten van waterpeilstrategieën in veenweidegebieden. Een scenariostudie in het gebied rond Zegeveld. Alterra. Rapport 1516.

3) Droogers P., J. van Dam en R. Loeve (2005).

Vermindering van veenwater uitspoeling: een 2D-modelanalyse. Futurewater.

4) Van Hardeveld H., W. Vaarkamp en O. Uran (2004).

Flexibel peilbeheer in veenweidegebied met een agrarische functie. Hoogheemraadschap van Rijnland.

5) Jansen P., E. Querner en J. van den Akker (2009).

Onderwaterdrains in het veenweidegebied. De gevolgen voor de inlaatbehoefte, de afvoer van oppervlaktewater en voor de bodemdaling. Alterra.

Rapport 1872.

6) Verkerk M., V. Kaiser, R. van Ouwerkerk en J. Heijkers (2012). Remote sensing-data kunnen (nog) beter gebruikt worden. H2O nr. 10, pag. 6-7.

H2O / 18 - 2012

31

Joachim Rozemeijer, Deltares Hans Peter Broers, Deltares Laurens Gerner, Waterschap Rijn en IJssel Annemarie Kramer-Hoenderboom, Waterschap Rijn en IJssel

Effecten van peilgestuurde drainage Peilgestuurde drainage kan droogte op landbouwpercelen verminderen ten opzichte van gewone drainage, maar zorgt niet voor minder uit- en afspoeling van nutriënten naar het oppervlaktewater. Dit is de belangrijkste conclusie van uitgebreid veldonderzoek naar de effecten van peilgestuurde drainage op het Oost-Nederlands Plateau. Het experiment liep van 2007-2011 en is uniek te noemen omdat de gevolgen van peilgestuurde drainage voor alle water- en stofstromen van het landbouwperceel naar het oppervlaktewater aan bod kwamen.

O

mdat peilgestuurde drainage een veelbelovende maatregel kan zijn om droogte in het groeiseizoen te beperken, hebben Deltares en Waterschap Rijn en IJssel een meetonderzoek uitgevoerd naar de effectiviteit van peilgestuurde drainage. Het beheergebied van Waterschap Rijn en IJssel ligt deels op het zandige Oost-Nederlands Plateau (het oosten van de Achterhoek en Twente) waar in verband met de slechte natuurlijke afwatering relatief veel buisdrainage voorkomt.

Uit eerder onderzoek in dit gebied1) bleek dat de drains op perceelsniveau verantwoordelijk zijn voor ongeveer 80 procent van de waterafvoer en circa 90 procent van het transport van nutriënten en zware metalen van het land naar het oppervlaktewater. Het ligt daarom voor de hand om bij het zoeken naar maatregelen tegen droogte, wateroverlast en het uitspoelen van landbouwstoffen aandacht te besteden aan drains.

Resultaten De belangrijkste resultaten worden in dit artikel samengevat, maar zijn uitgebreid beschreven in het onderzoeksrapport2).

Uit het meetexperiment bleek dat peilgestuurde drainage het mogelijk maakt om water vast te houden voor droge periodes in het groeiseizoen. Voorwaarde is dat het overlooppeil van de drains vroeg in het voorjaar verhoogd wordt, als de drains nog water afvoeren. Zodra de waterafvoer via de drains is gestopt, heeft verhoging van het overlooppeil geen effect meer, tenzij bij veel neerslag de grondwaterstanden alsnog stijgen tot boven de drains.

In het voorjaar van 2011 is circa 160 kubieke meter (ongeveer 18 millimeter) geborgen door het overlooppeil van de drains op tijd te verhogen. Deze hoeveelheid water is vergelijkbaar met één beregeningsgift en met de potentiële gewasverdamping van een week in mei. De tegengehouden drainafvoer is direct ten goede gekomen aan

Opstelling voor het continue meten van afvoeren en nitraat- en fosforconcentraties van het effluent van drie drains.

32

H2O / 18 - 2012

een grotere bodemberging bij aanvang van het groeiseizoen.

Peilgestuurde drainage zorgt niet voor een verminderde uit- en afspoeling van nitraat en fosfor naar het oppervlaktewater. Het blokkeren van drainafvoer door verhoging van het overlooppeil van de drains kan wel invloed hebben op het moment waarop vrachten vanuit de drains naar het oppervlaktewater gaan. Uit de metingen op het proefperceel en in het stroomgebied komen geen aanwijzingen naar voren voor verlaagde nitraat- en fosforconcentraties in het draineffluent door de invoering van peilgestuurde drainage. De nitraatconcentraties in het draineffluent op het proefperceel zijn zelfs verhoogd ten opzichte van de referentieperiode, maar het staat niet vast dat dit door de peilgestuurde drainage veroorzaakt is. Door de hogere concentraties zijn ook de gemeten jaarvrachten voor nitraat iets toegenomen.

De drains zijn voor het experiment met een eenvoudig peilsturingsysteem uitgerust. Met een flexibele slang aan het uiteinde van de drains kan het overlooppeil ingesteld worden. Links één van de drie drains waar ook continue metingen van afvoer en concentraties plaatsvinden en rechts één van de andere peilgestuurde drains in het stroomgebied.

*thema Voor fosfor zijn de jaarvrachten via de drains afgenomen, doordat de afvoer via de drains vermindert door het omhoog zetten van het overlooppeil. Uit de opgestelde waterbalansen bleek echter dat de verminderde drainafvoer wordt gecompenseerd door extra afvoer van ondiep grondwater en extra oppervlakkige afstroming. De toename van deze stromingsroutes zal de kwaliteit van het oppervlaktewater waarschijnlijk negatief beïnvloeden. Deze mogelijke negatieve effecten gelden vooral voor peilopzet in de winter en in mindere mate voor peilopzet gedurende het groeiseizoen.

Aandachtspunten Uit het meetonderzoek en de opgedane ervaring met peilgestuurde drainage is een aantal aandachtspunten naar voren gekomen.

Planning van peilopzet in het voorjaar

Tijdens het onderzoek bleek dat het overlooppeil van de drains al vroeg in het voorjaar verhoogd moet worden om water vast te houden voor het groeiseizoen. Het vroegtijdig verhogen van de overlooppeilen leidde tijdens het onderzoek echter tot bezwaren van de betrokken agrariërs. Het tegenhouden van de drainafvoer staat haaks op de wens van de agrariërs om percelen in het voorjaar optimaal te ontwateren om bemesting en verdere landbewerking mogelijk te maken. Juist in het voorjaar is er vanwege de beperkte mestopslagcapaciteit een tijdsdruk om de wintervoorraad mest uit te rijden. In het natte voorjaar van 2010 lukte het om die reden niet om de drains al per 1 april op te hogen, maar werd het uitgesteld tot 15 april. In 2010 vond nadien nauwelijks nog grondwateraanvulling uit neerslag plaats, mede doordat de verdamping vanaf die tijd sterk toenam. In het droge voorjaar van 2011 lukte het wel om het overlooppeil van de drains per 15 maart te verhogen en kon wel extra water worden vastgehouden. In het voorjaar van 2011 is het derhalve wel gelukt om een goede ontwatering te combineren met waterconservering.

Uit ervaringen met de landbouwstuwtjes voor waterconservering in Noord-Brabant en Limburg3) blijkt dat het droogteverminContinue meetapparatuur voor nitraat en fosfor.

De Sigmatax monstervoorbereider (links), Nitratax display (tussen Sigmatax en beeldscherm) en de Phosphax (midden onder). Rechtsonder een pc en regelkast voor de aansturing van de pompen en de data-opslag van waterstanden en fluxen.

platform

Afb. 1: Peilbeheersregime uit het Project Waterconservering 2e Generatie4) dat ook gevolgd is bij de veldexperimenten.

derende effect valt of staat met het beheer door de betreffende agrariër. Daarbij blijkt dat deze stuwtjes, waarvan de plaatsing in Limburg beleidsmatig is afgedwongen als tegenprestatie om te kunnen blijven beregenen, in de praktijk niet altijd even adequaat worden bediend (persoonlijke communicatie J. Peerboom). Uit toekomstige pilots moet blijken hoe agrariërs en waterschappen in de praktijk het beste moment voor de verhoging van het overlooppeil van de drains kunnen kiezen. Een actueel beeld van de grondwaterstanden in het perceel en de weersvoorspelling kunnen hierbij helpen. Overigens kan bij te hoge grondwaterstanden door het terugzetten van het overlooppeil het effect van peilgestuurde drainage binnen enkele dagen teniet gedaan worden. Bij grootschalige toepassing van peilgestuurde drainage leidt het gelijktijdig verlagen van het overlooppeil mogelijk tot lokale wateroverlast4).

Verhoging overlooppeil in de winter niet effectief

Het verhogen van het overlooppeil van de drains in de winter heeft in de zandgebieden in het Oost-Nederlandse Plateau niet of nauwelijks een anti-droogte-effect voor de zomer. Door het dunne freatische watervoerend pakket en de zeer slecht doorlatende klei daaronder vindt geen extra aanvulling van dieper grondwater plaats.

De berging in het freatische grondwater gaat snel verloren als het overlooppeil in februari wordt verlaagd voor de eerste bemesting en de landbewerking. Het verhogen van de drainageniveaus in de winter zorgt bovendien voor extra afvoer van ondiep grondwater en extra oppervlakkige afstroming naar de sloot. De toename van deze stromingsroutes zal de oppervlaktewaterkwaliteit waarschijnlijk negatief beïnvloeden.

Invloed van weersomstandigheden

De hydrologische effecten van peilgestuurde drainage zijn afhankelijk van de weersomstandigheden. Ondanks het droge voorjaar is het in 2011 gelukt om met peilgestuurde drainage extra water vast te houden voor het groeiseizoen. Bij een natter voorjaar was het wellicht mogelijk geweest om meer water vast te houden, ook als de overlooppeilen van de drains later omhoog gezet waren. Hier staat tegenover dat droogte in het voorjaar niet goed te voorspellen is en dat het juist bij een droog voorjaar extra wenselijk is om water vast te houden. Om droogtevermindering te bewerkstellingen is goede communicatie over de voordelen en de risico’s van peil-

gestuurde drainage richting de betrokken agrariërs nodig.

Reductie piekafvoeren

Piekberging tegen wateroverlast door peilgestuurde drainage is alleen haalbaar als het op grote schaal wordt toegepast en het opzetten en neerlaten van het overlooppeil strak gecoördineerd en mogelijk op afstand aangestuurd wordt. In dit project is niet specifiek gekeken naar het effect van peilgestuurde drainage op beekafvoeren.

Piekberging met peilgestuurde drainage werkt alleen als het overlooppeil al laag staat of zo nodig enkele dagen voor de extreme bui wordt verlaagd en vlak voor de bui weer wordt verhoogd.

Verminderen verdroging

Het effect van grootschalige toepassing van peilgestuurde drainage op de watervoerendheid van beken of op een verminderde verdroging in natuurgebieden viel buiten de scope van het onderzoek. Nieuw aangelegde drains op percelen die voorheen niet waren gedraineerd, zullen echter voor een verlaging van de grondwaterstanden zorgen, ook als het peilgestuurde drainage betreft. Voor het kwantificeren van het mogelijke effect van peilgestuurde drainage op nabijgelegen natuurgebieden is een nadere analyse nodig, bijvoorbeeld via een grootschaliger meetonderzoek en/of een modelstudie.

Conclusie Peilgestuurde drainage kan droogte op landbouwpercelen verminderen ten opzichte van gewone drainage. Voorwaarde is dat het overlooppeil van de drains vroeg in het voorjaar verhoogd wordt, als de drains nog water afvoeren. Peilgestuurde drainage zorgt niet voor minder uit- en afspoeling van nutriënten naar het oppervlaktewater.

LITERATUUR 1) Rozemeijer J. (2010). Dynamics in groundwater and surface water quality. Proefschrift Universiteit Utrecht.

2) Rozemeijer J., H. Broers, A. Visser, W. Borren, L. Gerner, B. van IJzendoorn en A. KramerHoenderboom (2012). Veldonderzoek naar de effecten van peilgestuurde drainage op grondwaterstanden, drainafvoeren en waterkwaliteit op het Oost-Nederlands Plateau.

Deltares. Rapport 1201979-000-BGS-000,1.

3) Bos L., P. de Louw en R. de Bruin (2004).

Eindrapportage kenniscirkel agrarisch waterbeheer: deelproject ‘monitoren en kennisontwikkeling door boeren’ van ‘Waterconservering 2e generatie’. CLM. 4) Hakvoort H. en J. van der Gun (2003). Wateroverlast als gevolg van waterconservering? H2O nr. 21, pag. 15-17.

H2O / 18 - 2012

33

Matthijs Bonte, KWR Watercycle Research Institute Harry Boukes, Brabant Water Pieter Stuyfzand, KWR Watercyle Research Institute

Het belang van goede zuurstofmetingen bij grondwaterbemonstering Onderzoek naar grondwater levert vaak onverwachte resultaten op. In veel gevallen wordt dit veroorzaakt door problemen die ontstaan bij de bemonstering. Metingen van de hoeveelheid opgelost zuurstof kunnen informatie geven over de samenstelling en herkomst van het monster en daardoor een grote toegevoegde waarde hebben bij grondwaterbemonstering. Nog te vaak wordt dit aspect echter onderschat. Ook in de recent herziene NEN-norm voor grondwaterbemonstering ontbreekt een verplichte zuurstofmeting. Dit artikel beschrijft hoe gemeten zuurstofprofielen in peilbuizen in Eindhoven en Bilthoven gebruikt worden om aan te tonen hoe bemonsteringsfouten kunnen optreden en wat dit betekent voor de geanalyseerde waterkwaliteit. Voorts wordt ingegaan op de vraag in hoeverre problemen kunnen worden voorkomen door grondwaterbemonstering uit te voeren volgens de herziene norm.

G

rondwaterbemonstering is veelal één van de grootste foutenbronnen in het proces van bemonstering, vervoer, laboratoriumanalyse en interpretatie1),2),3),4),5),6),7).

In de literatuur zijn vooral problemen beschreven over het bemonsteren en analyseren op (vluchtige) organische verbindingen8). Maar ook het verkrijgen van een representatief chemisch beeld van diep zuurstofloos (anoxisch) grondwater blijkt in de praktijk lastig4),6),9). In het infiltrerende regenwater opgelost zuurstof reageert met reactieve bestanddelen in de ondergrond en is in de meeste Nederlandse watervoerende pakketten binnen enkele meters verdwenen.

Grondwater dat wordt bemonsterd van grotere diepte (meer dan 20 meter beneden de grondwaterspiegel) is in Nederland meestal dan ook anoxisch (zuurstofloos).

In bemonsterd grondwater uit de filters van een peilbuis nabij het WKO-systeem van de Philips High Tech campus te Eindhoven bleek tot 70 meter diepte toch zuurstof te worden aangetroffen. Op voorhand werd gedacht aan de volgende mogelijke oorzaken: lekkage van ondiep zuurstofhoudend grondwater in een dieper filter, toetreding of aanzuiging van lucht (met zuurstof ) ergens

34

H2O / 18 - 2012

in de pomp of slangen óf een dusdanige daling van het waterpeil in de peilbuis tijdens het afpompen met hoog debiet (waarbij de waterkolom wordt opgemengd) dat zuurstof kans ziet zich met het anaerobe grondwater te mengen.

t

t

t

KWR Watercyle Research Institute heeft daarop samen met Brabant Water de oorzaak van de te hoge zuurstofconcentraties en de implicaties hiervan op analyseresultaten onderzocht. Recentelijk is de norm voor bemonstering van grondwater aangepast.

Met de inzichten uit dit onderzoek plaatsen we enkele kanttekeningen bij de nieuwe norm.

Vervolgens zijn het opgelost zuurstof en temperatuurprofiel opnieuw gemeten; Grondwater is bemonsterd met een slangenpomp en geanalyseerd op een breed pakket aan anionen, kationen, zware metalen en nutriënten; Nadat de vermoedelijke oorzaak van de te hoge zuurstofgehalten was vastgesteld, is een aantal peilbuizen twee keer direct achter elkaar bemonsterd, waarbij de eerste keer bewust fout was bemonsterd en de tweede keer een volledig anoxisch, correct bemonsterd grondwatermonster is genomen. De verschillen in analyseresultaten geven inzicht in welke parameters het meest beïnvloed worden door oxidatie en foute monstername.

Werkzaamheden Het veld- en laboratoriumonderzoek bestond uit de volgende stappen: t

t

Met een sonde zijn het opgelost zuurstof en temperatuurprofiel gemeten in een aantal peilbuizen nabij de WKO-systemen van de Philips High Tech campus en het RIVM te Bilthoven; De filters zijn afgepompt met een centrifugaalpomp met slangopening op een diepte variërend tussen acht en tien meter onder het maaiveld;

Zuurstofprofielen in peilbuizen Afbeelding 1 toont de gemeten zuurstofprofielen in de twee peilbuizen vóór en na afpompen (debiet circa 0,7 kubieke meter per uur). Bij S2-f1 is getracht al het stagnante water in de stijgbuis te verwijderen door de slang van de centrifugaalpomp omhoog te halen tot de pomp net geen lucht ging happen. Bij PB14-f4 is de slang op het niveau gehangen waarop hij meestal wordt geplaatst bij afpompen, op circa acht meter beneden maaiveld. In de

*thema

Afb. 1: Twee gemeten profielen van opgelost zuurstof vóór en na voorpompen, in peilbuizen (36 mm inwendige diameter ) te Bilthoven (filter 99 tot 100 meter beneden maaiveld) en Eindhoven (filter 55 tot 57 meter beneden maaiveld).

praktijk bepaalt de slanglengte dikwijls tot welke diepte de slang wordt neergelaten, opdat het afpompen snel verloopt en de pomp niet droogvalt.

In beide peilbuizen blijkt vóór het afpompen zuurstof aanwezig in het stagnante water tot meer dan tien meter beneden maaiveld. In de profielen die genomen zijn na het afpompen, valt op dat ondanks het afpompen in beide peilbuizen nog een flinke hoeveelheid oxisch (zuurstofhoudend) water aanwezig is. In PB14-f4 blijkt de overgang naar volledig anoxisch water precies op de diepte waarop de slang is ingehangen te liggen. Dit kan alleen worden verklaard als onder de instroomopening van de centrifugaalpomp het water in de peilbuis wordt ververst. Grondwater stroomt vanaf het filter onderin de peilbuis in de stijgbuis omhoog naar de instroomopening van de slang naar de centrifugaalpomp. Omdat dit ‘verse’ grondwater niet hoger dan de instroomopening van de slang kan stromen, wordt het water bovenin niet ververst.

Wanneer men vervolgens grondwater bemonstert, wordt de slang van de centrifugaalpomp uit de buis gehaald en vervangen door een PE-slang met een kleinere diameter, die aangesloten is op een slangenpomp.

Hiermee wordt water omhoog gepompt uit de peilbuis met een veel lager debiet (tot twee liter per minuut). Op die manier wordt voorkomen dat zwevend stof wordt meegevoerd. Bij een debiet van één liter per minuut bedraagt de verticale stroomsnelheid in de peilbuis circa 0,5 meter per minuut. Als de instroomopening van de centrifugaalpomp dus veel dieper heeft gehangen dan die van de slangenpomp, moet lang gewacht worden totdat volledig anoxisch water bemonsterd wordt via de slangenpomp (zie afbeelding 2).

De centrifugaalpomp is vaak uitgerust met een relatief zware slang die door het eigen gewicht diep in de peilbuis zakt.

De slangenpomp wordt veelal gebruikt met een dunne PE-slang die erg licht is en daardoor slecht naar beneden zakt en vaak vastloopt op moffen in de buis. Hierdoor

platform

Afb. 2: Schematisch overzicht bemonstering peilbuis en positie zuurstofhoudend water.

wordt water mogelijk op een veel kleinere diepte afgepompt en bemonsterd dan men aannam. Dit verklaart waarom steeds hoge zuurstofconcentraties in combinatie met lage ijzergehalten werden gemeten. In feite werd dus geen diep grondwater bemonsterd maar stagnant peilbuiswater waar zuurstof in is gekomen. Recent zijn speciale verzwaringsbuisjes op de markt gekomen om te zorgen dat een PE-slang toch goed naar beneden komt, waardoor dergelijke problemen in de toekomst kunnen worden voorkomen.

Oorzaak verhoogde zuurstofconcentraties Een ander opvallend aspect aan de profielen voor opgelost zuurstof in afbeelding 1 is dat de zuurstof zich als een front naar beneden lijkt te bewegen. In eerste instantie werd aangenomen dat diffusie het enige transportmechanisme is voor zuurstof. In dat geval zou echter een exponentieel verlopend diepteprofiel te verwachten zijn.

Op basis van een literatuuronderzoek werden twee alternatieve verklaringen voor de verhoogde zuurstofconcentratie gevonden die beter passen bij het diepteverloop: t Permeatie van zuurstof dat aanwezig is in ondiep grondwater door het kunststof van de peilbuis10); t Zuurstof wordt naar de diepte verspreid door thermisch aangedreven convectie gedurende de wintermaanden wanneer het water bovenin de peilbuis kouder en zwaarder is11),12).

Om de herkomst van zuurstof in peilbuizen verder te onderzoeken, is in de peilbuis in Bilthoven meerdere keren in het jaar een zuurstof- en temperatuurprofiel gemeten (zie afbeelding 3). De weergegeven profielen zijn zonder afpompen van de peilbuis gemeten.

Uit de metingen blijken de verhoogde zuurstofconcentraties met name op te treden in de winter en het voorjaar. Verder komt de diepte tot waar de verhoogde zuurstofwaarden worden gemeten, redelijk overeen met de diepte waarop de maximale temperatuur wordt gemeten. Hierboven ligt kouder water op warm water en is sprake van een instabiele situatie.

Deze beide resultaten lijken erop te wijzen dat thermische convectie de bepalende factor is. Dit proces verloopt snel en kan in de tijd tussen afpompen en bemonsteren het bovenste water in de peilbuis mogelijk weer van zuurstof voorzien. Dit kan de reden zijn waarom in afbeelding 1 bij peilbuis S2-f1 toch zuurstof wordt gemeten ondanks het grondige afpompen.

De indringing van zuurstof in peilbuizen en pompputten en de rol van permeatie en thermische convectie worden momenteel verder onderzocht.

Effecten aanwezigheid zuurstof op analyseresultaten Verhoogde zuurstofwaarden door ‘fouten’ in de bemonstering roepen een tweede vraag op: Wat betekent dit voor de geanalyseerde waterkwaliteit? Om dit te bekijken zijn van de onderzochte peilbuizen twee monsters genomen: één in het zuurstofhoudende deel in de peilbuis en het tweede in het anoxische deel van de peilbuis. De resultaten van de laboratoriumanalyses zijn weergegeven in afbeelding 4, waarbij het verschil in analysewaarde tussen het zuurstofhoudende en het anoxische monster is uitgezet tegen de gemiddelde concentratie. De grijze balk in de plots geeft de analyse-onnauwkeurigheid weer. We vergelijken dus eigenlijk de correcte met de foute bemonsteringsmethode. Het voordeel van deze plotwijze ten opzichte van een meer reguliere XY-scatterplot is dat relatief kleine verschillen beter zichtbaar worden.

De plots laten duidelijk zien welke parameters de beluchting beïnvloeden: t

t

De zuurstofhoudende monsters hebben een positieve afwijking voor nitraat en een negatieve afwijking voor ammonium.

Dit laat zich verklaren door nitrificatie (oxidatie van NH4 tot NO3); De zuurstofhoudende monsters bevatten verder duidelijk minder PO4, Mn, Fe en Ba en iets minder As, Co, Cr, U en Sr. Een verklaring hiervoor is de vorming van neerslagen van Fe-Mn-(hydr)oxiden, die sorptieplaatsen bieden waaraan onder andere arseen en PO4 gebonden worden;

H2O / 18 - 2012

35

t

t

De zuurstofhoudende monsters tonen enige verrijking aan Na, K, B en Cu. Hiervoor is geen voor de hand liggende verklaring. Vooral de verrijking met Cu is opvallend en belangrijk, omdat de data laten zien dat een foutieve bemonstering tot hogere Cu-concentraties kan leiden die in het anoxische grondwater niet aanwezig zijn. De bron van Cu is onduidelijk. PVC is verdacht als het gaat om organische verontreinigingen en lood maar er zijn bij ons geen publicaties bekend waarin een verband wordt gelegd tussen PVC en Cu; De concentraties Cl, SO4, Ca, Mg, Si, F, Al, In, Pb, Zn, Li en Yb lijken niet te zijn beïnvloed.

Bemonsteren volgens de nieuwe norm NEN 5744 Begin dit jaar is de norm voor het nemen van grondwatermonsters herzien13). Belangrijkste wijziging hierin is de wijze van afpompen.

In plaats van drie keer het peilbuisvolume te doorspoelen mag men er nu voor kiezen om de slang in te hangen op de diepte van het filter (dus niet in de stijgbuis maar op de diepte van de filterspleten) en langzaam af te pompen (minder dan 0,5 liter per minuut, waarbij de grondwaterstand met maximaal 50 cm mag worden verlaagd). De peilbuis wordt dan voorgepompt met dezelfde pomp als waarmee het monster genomen wordt.

Het voorpompen mag beëindigd worden als aan één van de volgende vereisten is voldaan: t minimaal de geleidbaarheid stabiel is geworden en vijfmaal de inhoud van het filterdeel is weggepompt; t zowel de geleidbaarheid als opgelost zuurstofgehalte stabiel zijn; t minimaal drie maal het peilbuisvolume verwijderd is.

Bovenstaande geeft aan dat de meetfrequentie tijdens afpompen erg belangrijk is: hiervoor geldt dat tussen twee opeenvolgende metingen minimaal de inhoud van de doorstroomcel en slangen ververst moet zijn. Deze techniek wordt in de Angelsaksische landen veel toegepast en staat bekend als low flow purging. Voordelen van deze techniek zijn onder meer dat de in dit artikel beschreven problemen zich niet meer voor kunnen doen, dat de troebelheid van het water vermoedelijk lager blijft omdat de stroomsnelheid lager is en minder fijne deeltjes worden gemobiliseerd, én dat bij slecht lopende ondiepe peilbuizen wordt vermeden dat het filter drooggepompt wordt.

Beluchting als gevolg van droogpompen kan leiden tot verlies van vluchtige stoffen en kan in anoxisch grondwater opgeloste metalen doen neerslaan.

Is low flow purging dan het ei van Columbus?

Niet helemaal. Bij diepe peilbuizen is het zelfs met een verzwaarde slang lastig om de slang op diepte te krijgen. De nieuwe NEN-norm kent daarom een uitzondering: bij diepere peilbuizen (meer dan 15 meter) waarbij de slang niet op diepte te krijgen is, mag de slang ondieper hangen en mag harder worden afgepompt (waarbij de grondwaterstand met maximaal 50 cm mag worden verlaagd). De nieuwe norm stelt dan de eis dat het volume water tussen slang en

36

H2O / 18 - 2012

Afb. 3: Opgelost zuurstof (links) en temperatuurprofielen (rechts) gemeten in peilbuis S2 te Bilthoven.

Afb. 4: Resultaten laboratoriumanalyses waarbij het verschil tussen zuurstofhoudende en anoxische monsters is uitgezet tegen de gemiddelde waarde van de twee monsters. De grijze balk geeft de meetonnauwkeurigheid weer.

*thema filter minimaal éénmaal ververst moet zijn.

Het valt te verwachten dat veel veldwerkbureaus deze mogelijkheid zullen gebruiken om de diepe peilbuizen nog steeds op de ouderwetse manier te bemonsteren.

Bemonstering van diepe peilbuizen vereist anders wel erg veel PE-slang. De eis dat nu nog maar één peilbuisvolume ververst dient te worden, vormt in de meeste gevallen een duidelijke versoepeling ten opzichte van de oude norm. Om te voorkomen dat problemen met zuurstof zoals geschetst in dit artikel persisteren, is het wenselijk dat zuurstofmetingen een degelijk, verplicht onderdeel worden. Dat is thans het geval in landen waar veel ervaring is opgedaan met low flow purging. Een tweede mogelijk probleem met low flow purging kan zich voordoen in de wintermaanden, wanneer thermische convectie in de peilbuis een rol kan spelen en zuurstof doordringt in monsters anoxisch grondwater voordat ze bovenkomen.

Conclusies Uit dit onderzoek blijkt dat de diepte waarop wordt voorgepompt en bemonsterd op elkaar moeten worden afgestemd. Dit is eenvoudig te standaardiseren en kan worden opgenomen in de NEN-norm voor situaties waar niet volgens low flow purging wordt bemonsterd. Verder blijkt

dat zuurstof-metingen belangrijk zijn om te waarborgen dat geen stagnant zuurstofhoudend water wordt bemonsterd. Zuurstofmetingen moeten daarom in onze optiek worden opgenomen als verplichting in de NEN-norm.

LITERATUUR 1) Cherry J. et al. (1983). Migration of contaminants in groundwater at a landfill: a case study: 2.

Groundwater monitoring devices. Journal of Hydrology nr. 1-2, pag. 31-49.

2) Stuyfzand P. (1983). Hydrochemische onderzoeksmethoden ter analyse van grondwaterstroming. H2O nr. 22, pag. 141-146 en 166-169.

3) Stuyfzand P. (1987). Influences of filtration and storage of groundwater samples on sample composition. Trends in Analytical Chemistry nr. 2, pag. 50-54.

4) Puls R., B. Clark, R. Powell en C. Paul (1992).

Metals in ground water: sampling artifacts and reproducibility. Hazardous Waste and Hazardous Materials nr. 2, pag. 149-162.

5) Quevauviller P. (2004). Traceability of environmental chemical measurements. Trends in Analytical Chemistry nr. 3, pag. 171-177.

6) Roy S. en A. Fouillac (2004). Uncertainties related to sampling and their impact on the chemical analysis of groundwater. Trends in Analytical Chemistry nr. 3, pag. 185-193.

platform

7) Barcelona M., H. Wehrmann en M. Varljen (1994).

Reproducable well-purging procedures and VOC stabilization criteria for groundwater sampling.

Ground Water nr. 1, pag. 12-22.

8) Konieczka P., L. Wolska en J. Namienik (2010).

Quality problems in determination of organic compounds in environmental samples, such as PAHs and PCBs. Trends in Analytical Chemistry nr. 7, pag. 706-717.

9) Puls R. en R. Powell (1992). Acquisition of representative ground water quality samples for metals. Ground Water Monitoring & Remediation nr. 3, pag. 167-176.

10) Kjeldsen P. (1993). Evaluation of gas diffusion through plastic materials used in experimental and sampling equipment. Water Research nr. 1, pag. 121-131.

11) Vroblesky D., C. Casey en M. Lowery (2007).

Influence of dissolved oxygen convection on well sampling. Ground Water Monitoring and Remediation nr. 3, pag. 49-58.

12) Sammel E. (1968). Convective flow and its effect on temperature logging in small diameter wells.

Geophysics nr. 6, pag. 1004-1012.

13) Van Dijk G., H. Perebolte en S. Schulten (2011).

NEN5744 voor nemen van grondwatermonsters ingrijpend veranderd. Bodem nr. 3, pag. 28-29.

advertentie

Uw proces verdient…

HHQ 9HUGHUÀ H[ 'XUD Kijk voor ons compleet fitnessprogramma op ZZZ ZLMNERHUPD QO of bel 050 549 59 00

H2O / 18 - 2012

37

Bas van der Grift, Deltares Gijs Janssen, Deltares Jarno Verkaik, Deltares

3D-landelijke modellering van grondwaterkwaliteit met NHI 2.2 Deltares voerde onlangs een verkennende studie uit om de modellering van de waterkwantiteit beter te laten aansluiten op de modellering van de waterkwaliteit. Hiervoor bouwde het op basis van het Nationaal Hydrologisch Instrumentarium versie 2.2 (NHI 2.2) een 3D-grondwatertransportmodel.

Hiermee kan (bijna) landsdekkend op een resolutie van 250 x 250 meter het transport van stoffen door de ondergrond en de interactie tussen grond- en oppervlaktewater worden gesimuleerd. Met het model zijn drie tracersommen en een som voor berekening van de grondwaterleeftijd gemaakt. Het model geeft inzicht in de werking van het grondwatersysteem in bijna heel Nederland en kan als basis worden genomen voor de modellering van allerlei stoffen. Als de gekozen aanpak verder wordt uitgebouwd, kunnen we in de toekomst spreken van één instrumentarium voor zowel waterkwantiteit als waterkwaliteit. Een 3D-aanpak voor modellering van de grondwaterkwaliteit geeft voordelen in het voorspellen van de bedreiging van bijvoorbeeld grond- en oppervlaktewaterlichamen, kwetsbare natuurgebieden en drinkwaterwinningen.

S

inds 2007 is het Nationaal Hydrologisch Modelinstrumentarium (NHI) in ontwikkeling. Het is een geïntegreerd landsdekkend grond- en oppervlaktewaterkwantiteitsmodel van Nederland.

Het grondwater, de onverzadigde zone en het regionale en landelijke oppervlaktewater worden gekoppeld doorgerekend met een resolutie van 250 x 250 meter om hydrologische ondersteuning te bieden aan studies op landelijk en regionaal niveau1).

hebben namelijk allemaal een direct gekoppelde code voor waterkwaliteit.

De doelstelling van dit project was de mogelijkheid de verkenning om het grondwatermodel van het NHI om te bouwen naar een waterkwaliteitsmodel waarmee het transport van stoffen door de ondergrond driedimensionaal kan worden gesimuleerd inclusief de interactie tussen grond- en oppervlaktewater.

ondergrond belangrijk om dunne lagen te hebben om numerieke dispersie te beperken. Uit testberekeningen en uit ervaringen in soortgelijke modelstudies blijkt dat goede resultaten verkregen worden indien het bovenste deel van het topsysteem onderverdeeld wordt in lagen van ongeveer twee meter, terwijl helemaal bovenin een toplaagje wordt aangebracht van 0,5 meter. Bij het aanbrengen van deze verticale discretisatie in het model wordt

Aanpassingen NHI Het NHI is tot nu toe een waterkwantiteitsmodel. Uiteindelijk is het doel om de modellering van waterkwantiteit en waterkwaliteit op elkaar te laten aansluiten.

Hiertoe zijn diverse fronten al wat stappen gezet. De schematisatie van het oppervlaktewatersysteem van het NHI wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de landelijke toepassing van de KRW-verkenner. Ook is het de bedoeling dat de hydrologie van het landelijke nutriëntenemissiemodel STONE2) gebaseerd wordt op het NHI. NHI-resultaten worden dus gebruikt voor waterkwaliteitsmodellen waarbij een vorm van conversie van de NHI-uitvoer noodzakelijk is. Het is echter ook mogelijk om met NHI zelf waterkwaliteitsimulaties te maken.

De modelcodes voor onverzadigde zone, verzadigde zone en oppervlaktewater

38

H2O / 18 - 2012

De uitgangsituatie vormde het MODFLOWmodel voor de verzadigde zone van het NHI 2.2. Dit is aangepast voor simulatie van stoftransport met MT3DMS. MT3DMS is een 3-dimensionale transportcode voor stoftransport in de verzadigde zone die direct aansluit op de door MODFLOW berekende waterfluxen.

Aanpassen verticale schematisatie

De belangrijkste wijziging in het NHI MODFLOW-model om dit geschikt te maken voor waterkwaliteitsberekeningen is een aanpassing van de verticale laagindeling. Het NHI 2.2 heeft zeven modellagen die de geohydrologische opbouw van de ondergrond in watervoerende pakketten en scheidende lagen zo goed mogelijk volgen. Voor waterkwaliteit is het vooral voor de ondiepe

Afb. 1: Voorbeeld van de verticale herdiscretisatie ten behoeve van het transportmodel. De zwarte lijnen geven de laaggrenzen van het grondwaterstromingsmodel aan. De grijze lijnen geven de verschillende modellagen aan van het transportmodel.

*thema het grondwatermodel dus als het ware opgeknipt in lagen die een constante dikte hebben over het gehele modelgebied en waarvan de boven- en ondergrens steeds een constante afstand hebben tot het maaiveld (zie afbeelding 1). De parameterisatie van de lagen (Kd- en c-waarden) wordt vervolgens berekend vanuit de relatieve bijdrage van de oorspronkelijke NHI-lagen aan de nieuwe modelllagen van het transportmodel. Er wordt dus geen nieuwe of andere geohydrologische informatie aan het stoftransportmodel toegevoegd. Het uiteindelijke grondwaterkwaliteitsmodel heeft 17 modellagen en 26,5 miljoen gridcellen.

Parallel rekenen

De rekentijd was tot nu toe altijd een beperkende factor in de inzet van de MT3DMS op een schaalniveau zoals die van het NHI. Deltares heeft de MT3DMS-code geparallelliseerd, zodat de berekeningen op meerdere processoren tegelijk uitgevoerd kunnen worden3). Hierdoor worden de rekentijden veel korter. De realisatie van deze parallelle MT3DMS-versie is daarmee een belangrijke stap geweest in de ontwikkeling van een landsdekkend grondwaterkwaliteitsmodel. Een som waarin landsdekkend het transport van een conservatieve stof voor een periode van 60 jaar wordt gesimuleerd, duurt op een computer met acht processoren ongeveer zeven uur.

Numerieke tracers en grondwaterleeftijd

Met het landsdekkende MT3DMS-model zijn drie numerieke tracersommen en een som voor de berekening van de grondwaterleeftijd gemaakt. Een numerieke tracer moet worden voorgesteld als een fictieve stof die met een bepaalde vaste concentratie (i.c. 100 mg/l) aan een waterstroom of compartiment wordt toegevoegd. De verspreiding van de tracers wordt vervolgens in een hydrologische stationaire situatie en zonder rekening te houden met dichtheidstroming met MT3DMS berekend, alsmede de vrachten van deze tracers vanuit het grondwater naar het oppervlaktewater en andersom.

De tracers zijn: grondwateraanvulling. Gedurende 60 jaar heeft de grondwateraanvulling een concentratie van 100 mg/l; t oppervlaktewater. Al het oppervlaktewater heeft gedurende de gehele simulatietijd van 60 jaar een constante concentratie van 100 mg/l. Op locaties waar oppervlaktewater infiltreert, kan de verspreiding van dit water door de ondergrond worden berekend; t diep grondwater. De concentratie van het water tussen 30 en 40 meter beneden maaiveld wordt gedurende de gehele simulatietijd van 60 jaar op 100 mg/l gehouden. Hiermee kunnen gebieden met diepe kwel en de oppervlaktewaterbelasting door de diepe kwel zichtbaar worden gemaakt; t grondwaterleeftijd. Door middel van een 0e orde productieterm kan de leeftijd van het grondwater op elke willekeurige plek worden gesimuleerd. Een 0e orde productieterm betekent in dit geval dat t

de concentratie van een stof ieder jaar met één concentratie-eenheid toeneemt.

Na tien jaar rekenen is de concentratie dus toegenomen met tien concentratieeenheden. Nieuw gevormd grondwater begint altijd met een concentratie gelijk aan nul.

Resultaten Afbeelding 2 toont de resultaten van de numerieke tracersommen. De resultaten van de tracer ‘grondwateraanvulling’ zijn afgebeeld als maximale diepte waarop het grondwater verontreinigd kan worden in een periode van 60 jaar. Hierin is te zien dat naast de afwisseling van infiltratie en kwelgebieden ook de geologische opbouw van een gebied bepalend is voor de diepte waarop een verontreiniging kan komen. Voorbeelden hiervan zijn de Peelhorst ten opzichte van de Centrale Slenk en Oost-Nederland waar de geohydrologische basis relatief ondiep voorkomt. In Zuid- en Noord-Holland zijn de diepe droogmakerijen duidelijk te zien. De stof in de grondwateraanvulling komt daar niet dieper dan het topsysteem, omdat het weggevangen wordt door de afwatering.

De tracer ‘oppervlaktewater’ geeft duidelijk aan waar oppervlaktewater in de ondergrond infiltreert en tot welke concentratie dit leidt in een periode van 60 jaar. Vanuit de Friese meren, grote rivieren, kanalen in Brabant en Limburg en IJsselmeer en randmeren infiltreert water de ondergrond in.

De tracer ‘diep grondwater’ geeft aan waar en hoe de concentraties in het bovenste grondwater beïnvloed worden door diepe kwel. In hoog Nederland zijn dit vooral de beekdalen. In laag Nederland zijn dit de diepe polders. Voor de grotere droogmakerijen zoals de Noord-oostpolder, Flevopolder maar ook de Haarlemmermeer is ook duidelijk te zien dat de gebiedsranden sterker beïnvloed worden door diepe kwel dan de middengebieden.

De kaart met de grondwaterleeftijd toont de ouderdom van het grondwater tussen 20 en 25 meter beneden maaiveld. De ruimtelijke variatie in berekende grondwaterleeftijd is opvallend. De afwisseling van kwel- en infitratiegebieden is duidelijk te zien, evenals de gebieden waar het oppervlaktewater de ondergrond infiltreert. In gebieden met wegzijging van grond- of oppervlaktewater is het grondwater duidelijk jonger dan in kwelgebieden.

Als we verder inzoomen op de landelijke kaartbeelden, kunnen we met het model voor deelgebieden bekijken hoe de kwaliteit van het grondwater het oppervlaktewater bepaalt en andersom. Afbeelding 3 toont het effect van de tracer ‘grondwateraanvulling’ met een concentratie van 100 mg/l op de concentratie van het drainerende oppervlaktewater. Hier is een onderscheid gemaakt tussen de concentratie van de totale ontwatering, de waterlopen en het water uit de buisdrainage plus droogvallende greppels. Voor vier verschillende hydrologische gebieden is het verloop van de concentratie gedurende 60 jaar weergegeven.

platform

Het drainerende oppervlaktewater in het veenweidegebied en de diepe droogmakerij reageren zeer snel op de concentratie in de grondwateraanvulling. In de diepe droogmakerij heeft het water uit de buisdrainage na vijf jaar een concentratie van 60 mg/l.

Daarna neemt dit licht toe tot 63 mg/l.

De waterlopen in de diepe droogmakerij hebben lagere concentraties. Na vijf jaar is de concentratie 25 mg/l en deze neemt toe tot net boven de 30 mg/l. In de veenweidepolder ligt de concentratie van het drainerende oppervlaktewater na vijf jaar al boven de 95 mg/l. Ondiepe afvoer van regenwater bepaalt in deze gebieden dus sterk de kwaliteit van het oppervlaktewater.

In de vrij afwaterende zandgebieden blijft de concentratie in 60 jaar toenemen. Het oppervlaktewater wordt in deze gebieden gevoed door grondwater met langere reistijden. Wel bestaat een duidelijk verschil tussen meer natuurlijke en sterk ontwaterde stroomgebieden. In het sterk ontwaterde stroomgebied heeft het water uit de buisdrainage relatief snel een hoge concentratie. Hierdoor is ook de concentratie van de totale ontwatering hoger.

Conclusies De belangrijkste conclusie van deze studie is dat het met relatief weinig inspanning mogelijk is om het NHI-grondwaterstromingsmodel om te bouwen naar een waterkwaliteitmodel waarmee op landelijke schaal in 3D het transport van stoffen in de het grondwater en de interactie tussen grond- en oppervlaktewater kan worden gesimuleerd. Dankzij de parallellisatie van de modelcode MT3DMS zijn de rekentijden prima hanteerbaar. Het grote voordeel van het modelconcept is dat in feite geen onderscheid meer bestaat tussen een waterkwantiteits- en een waterkwaliteitsinstrumentarium. De software voor de verticale herschematisatie van het model is zodanig generiek opgezet dat toekomstige versies van het NHI direct geschikt gemaakt kunnen worden voor simulatie van de grondwaterkwaliteit. Ditzelfde geldt ook voor de bestaande de regionale grondwatermodellen. Omdat deze vergelijkbare modelconcepten hebben als het NHI geldt ook hiervoor dat de ontwikkeling van een voor stoftransport geschikte modelschematisatie een beperkte inspanning vraagt.

De in deze studie uitgevoerde numerieke tracersommen geven inzicht in de werking van het watersysteem, zoals de diepte waarop het grondwater verontreinigd kan raken door uitspoeling van stoffen vanaf maaiveld of de mate waarin infiltrerend oppervlaktewater het grondwater kan beïnvloeden. De berekende leeftijd van het grondwater kan gebruikt worden voor validatie van het NHI door deze te vergelijken met gemeten leeftijden. De leeftijd van het grondwater is waardevolle informatie om de samenstelling van het grondwater te verklaren en veranderingen in grondwaterkwaliteit te interpreteren4).

Hoe nu verder?

In deze verkennende studie zijn nog geen echte stoffen gemodelleerd. Het ontwikkelde

H2O / 18 - 2012

39

Afb. 2: Kaartbeelden met resultaten van de numerieke tracersommen.

40

H2O / 18 - 2012

*thema model kan wel direct gebruikt worden voor modellering van de grondwaterkwaliteit en de emissie van en naar het oppervlaktewater voor een groot aantal stoffen. MT3DMS is namelijk modulair van opzet, wat betekent dat het zowel eenvoudige als meer complexe chemische processen aan kan. Voor aansluiting met de nutriëntenuitspoeling uit onverzadigde zone ligt de koppeling van MT3DMS met ANIMO klaar voor gebruik5).

ANIMO is het landbouwnutriëntenmodel van Alterra en onderdeel van het huidige STONE-instrumentarium. Een prototype voor de koppeling van MT3DMS met DELWAQ is inmiddels ook gereed. DELWAQ is onderdeel van het SOBEK-modelinstrumentarium voor modellering van de oppervlaktewaterkwaliteit. Het in deze studie ontwikkelde modelconcept voor driedimensionaal stoftransport in de verzadigde zone is daarmee een prima uitgangspunt voor verdere ontwikkelingen van het NHIwaterkwaliteits- en/of regionale waterkwaliteitsmodellen.

LITERATUUR 1) Hoogewoud J, A. Veldhuizen, G. Prinsen en J. Hunink (2011). NHI 2.2; beschrijving van de veranderingen en toetsing in NH 2.2. Deltares.

Rapport 1204179-000.

2) Wolf J., A. Beusen, P. Groenendijk, T. Kroon, R. Rötter en H. van Zeijts (2003). The integrated modeling system STONE for calculating nutrient emissions from agriculture in the Netherlands. Environ.

Modelling & Software 18, pag. 597-617.

platform

Afb. 3: Effect van de tracer ‘grondwateraanvulling’ op de oppervlaktewaterconcentratie voor vier verschillende hydrologische stroomgebieden.

3) Verkaik J., A. van Dam en A. Lourens (2010) MT3DMS, a modular three-dimensional multispecies transport model user guide to the massively parallel processing packageand PETSc package. Deltares. Rapport 1203355-003.

4) Visser A., H-P. Broers, A. Vonk en B. Veldstra (2009). Verbetering grondwaterkwaliteit aangetoond door leeftijdbepalingen. H2O nr. 23, pag. 29-32.

5) Janssen G., J. Griffioen, B. van der Grift en P. Groenendijk (2011). 3D-modellering van nutriëntentransport door bodem en grondwater.

H2O nr. 6, pag. 27-29.

advertentie

Grondwater monitoring

logger ACK data + oring atermonit w d n ro G O H2g = oplossing e g li e rd voo LEVELTR

ICT-innovator voor de watersector I-Real heeft haar specialistische kennis van websoftware, open telemetrie, GIS en gegevensopslag samengevoegd in het telemetrieen procesautomatiseringssysteem H2gO. I-Real is tevens uw partner voor koppelingen tussen diverse ICT(telemetrie)systemen, onderhoudsmanagementsoftware, PLC-programmering, gegevensverwerking, maatwerkoplossingen, advies en onderzoek.

POSTBUS 593, 7000 AN DOETINCHEM. T: +31 (0)314 366600 E: INFO@I-REAL.NL I: WWW.I-REAL.NL

H2O / 18 - 2012

41

agenda 14 september, Someren-Heide Samen werken aan een schone Maas slotmanifestatie van het KRW-project dat als doel heeft de belasting van het oppervlaktewater met gewasbeschermingsmiddelen te reduceren, met de uitreiking van de Internationale Maasprijs. Organisatie: Samen werken aan een schone Maas.

Informatie: Yvonne Gooijer (0345) 47 07 19 en www.schonemaas.org.

19-20 september, Bunnik Kunstwerken in de waterbouw tweedaagse conferentie over de bouw, beheer en onderhoud van bruggen, sluizen, kademuren, etc. in de waterbouw.

Organisatie: Institute for International Research. Informatie: www.iir.nl.

25 september, Rotterdam Ondernemen in de waterindustrie bijeenkomst voor ondernemers en (potentiële) klanten in de waterindustrie, met ‘s ochtends de mogelijkheid om de ondergrondse rwzi Dokhaven te bezoeken en ‘s middags aandacht voor innovaties en pioniers in de waterindustrie.

Organisatie: Management Producties.

Informatie: www.watercongres.info.

25-28 september, Amsterdam Het Instrument technologiebeurs met veel aandacht voor industriële elektronica, automatisering en laboratoriumtechnologie en dit jaar specifiek watergerelateerde activiteiten.

Organisatie: Federatie van technologiebranches. Informatie: www.hetinstrument.nl of Inge van der Zwaag (033) 465 75 07.

27 september, Amsterdam Vervanging van riolering in relatie tot grondwater bijeenkomst over grondwatergeraleteerde problemen die kunnen optreden bij rioolvervanging: risico’s van bemalen, grondwateroverlast, mogelijke funderingsproblemen etc.

Organisatie: Werkgroep Stedelijk Grondwater.

Informatie: werkgroepstedelijkgrondwater@gmail.com.

27 september, Rotterdam Water, Wonen & Ruimte

28 september, Ulft - OASE

jaarlijks congres op het gebied van water en ruimtelijke ordening, met aandacht voor de economische ontwikkelingen. Gebiedsontwikkeling in relatie tot water ligt nagenoeg stil en nieuwe projecten komen nauwelijks van de grond. Vastgoed is niet meer de motor voor gebiedsontwikkeling, ook niet die waarbij water een cruciale rol speelt. Onder de noemer ‘nieuwe successen’ komen nieuwe contractvormen, innovatieve ontwerpen, nieuwe principes voor waterveiligheid en andere verdienmodellen aan de orde.

Organisatie: Elba Media.

Informatie: www.waterwonenenruimtecongres.nl.

27 september, Rotterdam Groenblauwe klimaatadaptieve maatregelen in de stad symposium over ruimtelijke ordening en waterberging, baten van groen en een nieuw praktisch handboek voor de ruimtelijke vakwereld.

Organisatie: Waterkader Haaglanden, Hoogheemraadschap van Delfland, STOWA, Bureau OpMaat, Actieprogramma Water en Ruimte en Kennis voor Klimaat.

Informatie: www.stowa.nl/agenda.

27 september, Wageningen Kringloopsluiting in de industrie jaarlijks symposium van de Technische Commissie Anaerobie over het sluiten van (water)kringlopen in de industrie en hergebruik van water, energie en grondstoffen zoals fosfaten.

Organisatie: themagroep Anaerobie van het Koninklijk Nederlands Waternetwerk.

Informatie: www.waternetwerk.nl.

eerste klimaatcongres in de Achterhoek en de Liemers, waarin overheden, bedrijven en kennisinstellingen samen op zoek gaan naar mogelijkheden om risico’s op overstromingen én verdroging te beperken. De beste ideeën worden met steun van de Radboud Universiteit Nijmegen en Waterschap Rijn en IJssel uitgewerkt tot concrete projecten.

Organisatie: Waterschap Rijn en IJssel, het Klimaatverbond, LTO-Noord, de Radboud Universiteit Nijmegen en Achterhoek 2020.

Informatie: www.wrij.nl/oase.

1-2 oktober, Leeuwarden Wetsus jaarlijks tweedaags congres van Wetsus met op de eerste dag een breed Nederlands programma en op de tweede dag een inhoudelijk Engelstalig wetenschappelijk programma op het gebied van waterbehandelingstechnieken.

Informatie: www.wetsus.nl.

3 oktober, Nieuwegein Desinfectie bijeenkomst over de desinfectiemethodes voor proces- en afvalwater, met een overzicht van het onderzoek bij KWR naar Legionella en aandacht voor alternatieve desinfectietechnieken. Organisatie: KWR Watercycle Research Institute.

Informatie: yvonne.rietveld@kwrwater.nl.

9 oktober, Soesterberg Nieuwe sanitatie negende bijeenkomst van het platform Nieuwe Sanitatie die in het teken staat van de toepassingsmogelijkheden van nieuwe sanitatie in het buitengebied. Organisatie: STOWA. Informatie: swart@stowa.nl.

11 oktober, Wageningen Samengestelde peilgestuurde drainage

27 september, Zeist Ondergrond en omgeving jaarcongres van de SIKB met dit jaar als thema de bodem als basis voor omgevingsvraagstukken. De samenhang tussen bodem, water en archeologie wordt versterkt in de Omgevingswet. Hoe pakt dit uit in de praktijk?

Informatie: info@sikb.nl.

symposium ter gelegenheid van de uitreiking van de eindrapportage ‘Van technische resultaten naar beleidsdoelen’ met een samenvatting van de resultaten van de proeftuinen en discussie.

Organisatie: STOWA en Wageningen Universiteit.

advertentie

Grondboorbedrijf Haitjema B.V. www.haitjema.nl Grondboorbedrijf Haitjema is als zelfstandige onderneming gespecialiseerd in het engineeren, bouwen en meerjarig onderhouden van complete grondwaterinstallaties.

Wij staan dag en nacht voor u klaar!

Wisseling 10

42

H2O / 18 - 2012

Postbus 109

7700 AC Dedemsvaart

T: 0523 - 6120 61

F: 0523 - 615950

Email: info@haitjema.nl

11 oktober, Driebergen TerrAgenda

7 november, Lelystad Waterinfodag

symposium over de toekomst van het bodembeleid, met onder meer aandacht voor schoon en voldoende drinkwater en een veilige delta.

Organisatie: Technische Commissie Bodem en het ministerie van Infrastructuur en Milieu.

17 oktober, Wageningen Innovaties in slibbehandelingstechnieken bijeenkomst over nieuwe behandelingstechnieken voor (bagger)slib, die qua kosten kunnen concurreren met opslag van vervuild slib. Ook komt nieuw beleid, gebaseerd op biologische beschikbaarheid in plaats van de totale verontreiniging, aan de orde.

Organisatie: Wageningen Universiteit, STW, Norit, RIVM, Deltares en Boskalis Dolman.

Informatie: www.ete.wur.nl of www.aew.wur.nl.

19 oktober, Rotterdam Ruimte voor de Rivier wetenschappelijke conferentie over de internationale relevantie van het programma Ruimte voor de Rivier.

Organisatie: Ruimte voor de Rivier.

Informatie: www.roomfortheriver.nl.

4-6 november, Amsterdam Nieuwe ontwikkelingen in IT en water internationale conferentie die ingaat op het belang van de informatie- en communicatietechnologie in de watercyclus.

Organisatie: Koninklijk Nederlands Waternetwerk en International Water Association.

Informatie: www.iwcconferences.com.

6 november, Utrecht Winst door zuinig ontwerp van leidingwaterinstallaties bijeenkomst over een nieuwe manier van ontwerpen en dimensioneren van waterleidingen in gebouwen.

Organisatie: ISSO, Uneto-VNI, TVVL, OTIB en KWR. Informatie: www.isso.nl.

bijeenkomst in combinatie met de opening van het Watermanagementcentrum bij Rijkswaterstaat, met aandacht voor ontwikkelingen in de informatievoorziening en innovaties in de watersector, en een waterbeurs.

Organisatie: Sense.

Informatie: www.waterinfodag.nl.

8 november, Rotterdam Waterbouwdag: een tijd van verandering jaarlijkse Waterbouwdag met aandacht voor de plannen voor de zuidwestelijke delta, hoogwaterdreiging en mogelijke maatregelen hiertegen, verouderde kunstwerken, verslapping van de aandacht voor de primaire waterkering en de Waterbouwprijs.

Organisatie: Curnet.

Informatie: www.waterbouwdag.nl.

13-15 november, Hardenberg Aqua Nederland Vakbeurs Noord-Oost regionale editie voor Drenthe, Flevoland, Overijssel, Friesland, Groningen en een deel van Gelderland, met stands van bedrijven die zich richten op waterbehandeling, waterbeheer, pompen, meet- en regeltechniek, filters, leidingsystemen, membraanbioreactoren en waterbouw.

Organisatie: Evenementenhal Hardenberg.

Informatie: www.evenementenhal.nl

19 november, Rotterdam Een nieuwe benadering van overstromingsrisicobeheer internationale wetenschappelijke conferentie in het kader van het programma Ruimte voor de Rivier, met lezingen, een paneldiscussie en een wetenschappelijke evaluatie van geleerde lessen en ervaringen.

Organisatie: programmabureau Ruimte voor de Rivier.

Informatie: www.roomfortheriver.nl.

agenda Water belangrijk onderdeel van HET Instrument Vakbeurs HET Instrument richt zich deze editie met een Water X-pedition specifiek op de waterzuiveringsbranche. Tijdens de beurs, die van 25 tot en met 28 september plaatsvindt in de RAI in Amsterdam, kunnen bezoekers op ontdekkingstocht door de zuiveringswereld trekken. Ze krijgen dan vooral informatie over de Neredatechnologie: zuivering door microorganismen in compacte korrels.

Tijdens de Water X-pedition demonstreren bedrijven de nieuwste technieken om water te zuiveren. De eerste stap in de controle van de waterkwaliteit zet men bij Boom BV door het correct nemen van een monster. Bij Innosieve Diagnostics wordt een snelle detectie en kwantificering van micro-organismen in water gedemonstreerd. Vervolgens kan men bij HACH LANGE alle mogelijkheden zien voor het meten van anorganische parameters in water.

Ook ziet men de kuvettentestrobot voor wateranalyses in actie. Op de stand van Olympus kan de ecologische samenstelling van het water met behulp van een microscoop onderzocht worden.

Over de vier beursdagen worden tien sportieve wakeboard-arrangementen verloot onder de bezoekers. Bezoek aan de beurs en deze X-pedition is gratis na registratie vooraf via internet: www.hetinstrument.nl.

Digitale foto’s Digitale foto’s moeten een resolutie hebben van minimaal 300 dpi bij een doorsnee formaat van 10 x 15 cm. Foto’s sturen met een lagere resolutie heeft geen zin. Gebruik van het programma Powerpoint voor grafisch materiaal wordt afgeraden!

advertentie

10 jaar nummer 1 in bron ontwikkeling en regeneratie

R u d o l f D i e s e l s t r a a t 1 4 , 7 4 4 2 D R N i j v e r d a l , T. + 3 1 - ( 0 ) 5 4 8 6 2 2 9 9 9 , I n f o @ Q - F l o w. n l

H2O / 18 - 2012

43

handel & industrie *thema Droogte nauwkeurig in beeld met bodemvochtbepalingen vanuit satellieten Het Amersfoortse bedrijf NEO, actief in geomatica en aardobservatie, lanceerde onlangs het monitoringssysteem DRYMON. Het registreert dagelijks en wereldwijd het actuele bodemvocht nauwkeurig met behulp van satellieten.

Perioden van droogte zijn hierdoor wellicht vroegtijdig te identificeren. Het kwantificeren van de ernst van de situatie gebeurt in het vroegst mogelijke stadium. Het is namelijk de uitdroging van de bovengrond die de radar meet.

Nog voordat schadelijke effecten zichtbaar zijn aan vegetatie en grondwaterstanden, is een vroegtijdige waarschuwing voor droogte af te geven. Het systeem waarschuwt daarnaast ook voor bodemverzadiging tijdens natte perioden.

informatie is om te zetten naar het actuele bergingsvermogen van de bodem. Ook het inzichtelijk maken van risico’s die verbonden zijn aan verdroging, zoals dijkinstabiliteit en bodemdaling, worden mogelijk gemaakt door het monitoren van bodemvocht.

teerde radarsignaal bevat de ruwe informatie over water in de bodem. Met DRYMON wordt het signaal omgezet naar de bodemvochtigheid van de bovengrond. Hieruit komt een schatting van de actuele bergingscapaciteit van de bodem.

Informatie over de bodemvochtigheid kan van doorslaggevende aard zijn bij het nemen van maatregelen. Met deze inzichten weet men of gewassen onder optimale bodemvochtomstandigheden groeien. Daarmee kan sturend opgetreden worden, om toch de maximale oogstopbrengsten te verkrijgen.

Ook het peilbeheer is gebaat bij de beschikbaarheid van bodemvochtinformatie. Deze

DRYMON haalt bodemvochtinformatie uit de waarnemingen van radarsensoren aan boord van METOP-satellieten. Het operationele karakter van deze meteorologische satellieten garandeert DRYMON gegevens tot 2020. Het uitgezonden radarsignaal dringt door de dikste wolken heen. Het is dus ook mogelijk onder regenachtige of bewolkte omstandigheden te meten. Het gereflec-

Gecombineerd met actuele en voorspelde neerslaggegevens geeft DRYMON op tijd inzicht in komende bergingsproblemen. De METOP-satellieten hebben al vijf jaar nauwkeurig gegevens verzameld. Het achteraf analyseren van kritische situaties ter verbetering van toekomstige beslissingen is nu mogelijk. DRYMON is een stabiele informatiebron.

Mede om die reden is NEO ook benaderd om een belangrijke bijdrage te leveren aan SAT-WATER. Hierin werkt een groeiend aantal waterschappen samen met adviesbureaus, bedrijven en kennisinstituten om beter en eerder te kunnen reageren op aankomende periodes van waterschaarste of -overschot.

Daarbij wordt gebruik gemaakt van satellietbeelden en -data. Een concrete toepassing waar SAT-WATER hard aan werkt, is een droogtemonitor die de actuele bergingscapaciteit nauwkeurig bijhoudt.

De kaart toont het percentage bodemvocht op 20 november 2011, volgens DRYMON het droogste moment van die maand. De grafiek laat het verloop zien van het bodemvocht tijdens het najaar van 2011. Het droogste moment was begin oktober.

Door het slim combineren van uiteenlopende informatiebronnen en door deze goed te ontsluiten komt de juiste informatie eerder op het bureau van de beheerder. Zo is de Nederlandse overheid dit jaar begonnen met het centraal inkopen van actuele satellietopnamen. Deze beelden worden als open data ontsloten via het Nationale Satellietdataportaal. NEO werkt dit ruwe beeldmateriaal op tot hoogwaardige resolutiebeelden, die worden ontsloten op Satellietbeeld.nl. Waar DRYMON een verdroging van de bodem aangeeft, kunnen satellietbeelden de situatie nauwkeuriger bekijken. Wanneer de verdroging doorzet, verdort de vegetatie. Dit effect zal zichtbaar zijn in zowel het beeldmateriaal als de beeldafgeleide vegetatie-index. De combinatie van DRYMON en Satellietbeeld.nl geeft de ernst en het gevolg van droogtes aan.

Ook aan de natte kant van het spectrum bieden DRYMON en het Nationale Satellietdataportaal mogelijkheden. Door DRYMON aangegeven natte gebieden kunnen met de sateliet geïnspecteerd worden en wateroverlast of overstromingen zijn eerder in kaart te brengen.

Voor meer informatie: www.drymon.biz, www.spaceoffice.nl/nl/Satellietdataportaal, www.satellietbeeld.nl.

44

H2O / 18 - 2012

handel & industrie Grondwatertoolbox voor vergunningverlening *thema

Met ingang van 2009 moeten de waterschappen de vergunningen verlenen voor de onttrekking van grondwater tot 150.000 kubieke meter per jaar. Dat is een gevolg van de invoering van de Waterwet. De provincies blijven wel bevoegd gezag voor de vergunningverlening voor de grotere onttrekkingen en alle onttrekkingen voor drinkwater en systemen voor koude-warmte opslag.

Het toetsen van een vergunningsaanvraag kost het waterschap veel tijd. Meldingen van grondwateronttrekkingen worden daartom veelal alleen administratief verwerkt. Om meldingen en vergunningsaanvragen op een eenvoudige, efficiënte en betrouwbare manier te kunnen toetsen heeft Acacia Water in 2010 de Grondwatertoolbox ontwikkeld in opdracht van hoogheemraadschappen Delfland en Hollands Noorderkwartier (zie www.modelwalhalla.nl). Inmiddels gebruiken meer dan 20 waterschappen het instrument.

In opdracht van STOWA en de waterschappen Zuiderzeeland, Rijn en IJssel, Scheldestromen, Vallei en Eem en Veluwe is nu een internetversie van de Grondwatertoolbox ontwikkeld (www.grondwatertoolbox.nl). Hiermee kunnen geohydrologische en geotechnische berekeningen worden uitgevoerd. Er wordt een uitgebreide set aan ‘instrumenten’ toegankelijk gemaakt voor een ieder die snel relatief eenvoudige analytische berekeningen wil uitvoeren.

De bodemopbouw en geohydrologische parameterwaarden ter plaatse zijn direct opvraagbaar via het Dinoloket.

Het opzoeken van relevante data wordt veel eenvoudiger doordat de locatie direct

Er wordt een melding voor een grondwateronttrekking gedaan en u moet deze beoordelen. Het benodigde debiet is niet vergunningsplichtig. Wanneer u de melding nader bekijkt, ziet u dat de onttrekking plaatsvindt in een gebied waar een deklaag aanwezig is. De vraag rijst of rekening is gehouden met lek vanuit de deklaag. Met de grondwatertoolbox bent u in staat om op een snelle manier te controleren wat de invloed van lek uit de deklaag is. Er zijn meerdere mogelijkheden: een berekening met de formule voor spanningswater (ondoorlatende deklaag) en een berekening met de formule voor semi-spanningswater (slechtdoorlatende deklaag). Uitvoeren van de berekeningen leert dat de berekening voor de melding gedaan is met de aanname van een ondoorlatende deklaag. Dezelfde berekening maar dan met de aanname van lek vanuit de deklaag, geeft een debiet wat dusdanig hoog is dat sprake is van vergunningsplicht.

Met de grondwatertoolbox bent u in staat op een snelle wijze het belang van het meenemen van het effect van lek vanuit de deklaag aan te tonen. Op basis van de berekeningen kunt u de melder vragen om aan te tonen of er een lek door de deklaag is ofwel een vergunningsaanvraag te doen.

op een kaart beschikbaar is, vanwege de koppeling met online-diensten (Dino-loket, modelgegevens, geohydrologische kaarten) en de mogelijkheid van een online archief van reeds beoordeelde vergunningen/ meldingen.

De toolbox leidt de gebruiker stapsgewijs naar de uit te voeren berekeningsmethode.

De internettoepassing garandeert dat men altijd over de laatste en beste versie van de berekeningsmethodiek of nieuwe berekeningsmogelijkheden beschikt.

Het ‘instrument’ is vooral ontwikkeld voor de vergunningverlening van waterschappen.

Voor de andere afdelingen binnen waterschappen maar ook voor provincies en gemeenten die te maken hebben met grondwater, kan de grondwatertoolbox ook een handig instrument zijn.

Theo Kleinendorst en Jacob Oosterwijk (Acacia Water) Michelle Talsma (STOWA) Sander van den Tillaart (Waterschap Rijn en IJssel)

Dé grondwater web applicatie!

Home

De Toolbox

Informatie

Partners

DRAINAGE

Contact

Tijd besparen door eenvoudiger en efficiënter toetsen van meldingen en vergunningaanvragen Wizard helpt bij de keuze van de juiste berekeningsmethode Geïntegreerde koppeling met databanken (o.a. DinoLoket, ervaringswaarden) Direct toegang tot de benodigde informatie van bodemopbouw en parameterwaarden GIS-koppeling met Google maps (locatie direct op een kaart beschikbaar) Standarisatie beoordeling meldingen en vergunningen

Grondwatertoolbox

Aanvragen:

Met de Grondwatertoolbox kunnen geohydrologische en geotechnische berekeningen worden uitgevoerd.

De toolbox leidt de gebruiker, met uitleg en situatieschetsen, naar de juiste berekening die van toepassing is voor de specifieke situatie.

- eigen beveiligde domein, dat niet voor andere gebruikers van buiten uw organisatie toegankelijk is - iedere gebruiker heeft zijn eigen inloggegevens en eigen werkomgeving met de mogelijkheid berekeningen te bewaren, complete dossiers aan te leggen en standaardwaarden op te nemen

De bodemopbouw en geohydrologische parameterwaarden ter plaatse zijn direct opvraagbaar via de webservices van het Dinoloket. Dit scheelt veel handmatig opzoekwerk.

De grondwatertoolbox is nu vooral ontwikkeld voor vergunningverlening van waterschappen. Voor de andere afdelingen binnen waterschappen, maar ook voor provincies en gemeenten die te maken hebben met grondwater blijkt de grondwatertoolbox een handig instrument. Neem voor meer informatie (abonnement, implementeren van specifieke wensen) contact op met Jacob Oosterwijk email: Jacob.oosterwijk@acaciawater.com, telefoon: 0182-686424

© Copyright 2012 Acacia Water

H2O / 18 - 2012

45

JURQGZDWHUVWDQGHQ RYHUVWRUWJHJHYHQV Â&#x2021; JURQGZDWHUVWDQGHQ HQ RYHUVWRUW JHJHYHQV SHU HPDLO WRW XZ EHVFKLNNLQJ Â&#x2021; WRW VHQVRUHQ SHU PRGHP Â&#x2021; OXFKWGUXNJHFRPSHQVHHUG GXV JHHQ H[WUD EDURVHQVRUHQ QRGLJ Â&#x2021; EDWWHULMOHYHQVGXXU MDDU # PHWLQJ XXU HQ HPDLO GDJ Â&#x2021; RS DIVWDQG KHUSURJUDPPHHUEDDU Â&#x2021; GDWDRSVODJ LQ XZ HLJHQ EHKHHU RS EDVLV YDQ 64/ GDWDEDVH Â&#x2021; FRQYHUVLH QDDU VWLMJKRRJWH 1$3

Â&#x2021; YRODXWRPDWLVFKH RI KDQGPDWLJH H[SRUW QDDU 'HOIW )(:6 +\GUDV &69 HWF

.(//(5 *60 PRGHPORJJHU OLIH FDQ EH VR VLPSOH .(//(5 0HHWWHFKQLHN %9 3RVWEXV $% 5((8:,-.

::: .(//(5 +2//$1' 1/

7HO )D[ ( VDOHV#NHOOHU KROODQG QO

Draadloze grondwater monitoring Schlumberger Water Services heeft een nieuw systeem ontwikkeld dat u in staat stelt om op een efficiënte manier data van Divers in het veld uit te lezen. Dit systeem noemen wij Diver-NETZ. Met Diver-NETZ hoeft u de peilbuis niet meer te lokaliseren en te openen. Uw aanwezigheid in de buurt van de peilbuis is voldoende. Met uw eigen mobiele telefoon kunt u eenvoudig contact leggen met de Divers en de data uitlezen. Dit bespaart tijd en geld!

Diver-NETZ werkt met behulp van een radiomodule. Deze module, de Diver-DXT, wordt bovenop de Diver kabel gemonteerd. Naast uw mobiele telefoon heeft u tevens een kleine radio-unit nodig: de Diver-Gate(M). De Diver-Gate(M) is de interface tussen de Diver-DXT en uw mobiele telefoon.

Kenmerken Diver-NETZ: t Compatibel met alle bestaande Divers. t Bereik van 500 m LOS (Line of Sight). t 85% efficienter dan traditionele uitleesmogelijkheden. t Diver-DXT registreert tevens luchtdruk

www.swstechnology.com

Omdat water niet vanzelfsprekend water is.

Door middel van het ISA-systeem van GO Systemelektronik bent u in staat om uw waterkwaliteit in situ te monitoren op b.v. CZV, TOC, Nitraat en SAK. Ook is het mogelijk om een zogenaamde “fingerprint” van water te bewaken.

Dit alles “real-time” zonder verbruik van reagens en toepasbaar voor o.a. drinkwater, proceswater, oppervlaktewater, grondwater en afvalwater.

Wilt u meer weten over dit meetsysteem neem dan contact met ons op, wij vertellen u er graag meer over zodat u precies weet wat voor eh… water u in de kuip heeft.

Pro Water B.V. | Lansinkesweg 4 | 7553AE Hengelo | Nederland | www.prowater.nl | info@prowater.nl

Watercycle Research Institute