Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Onttrekken grondwater, gegegevensverwerking en modelkeuzen bij geohydrologische modellering van grondwaterontrekking

Gebruik van gegevens

Voor een groot aantal gegevens geldt dat zij alleen door een ter zake kundig persoon kunnen worden beoordeeld op hun betrouwbaarheid of juistheid. In het algemeen kan worden gezegd dat het detail van de gegevens en het type model bepalend zijn voor de uitkomst van de berekeningen. Garbage in is garbage out en het gebruik van globale gegevens ingevoerd in een globaal model geeft een globale uitkomst.

Het effectief inzetten van een geohydrologisch model kan alleen bij voldoende betrouwbare gegevens. Het ontbreken van gegevens heeft directe gevolgen voor de mogelijkheden van het inzetten van modellen. Voorbeelden:

  • Het ontbreken van historische gegevens kan het uitvoeren van een reconstructie van de stroming in het verleden onmogelijk maken.
  • Het ontbreken van stijghoogtegegevens op naburige terreinen kan de ijking van en daarmee de effectberekeningen met modellen onvoldoende nauwkeurig maken.
  • Het ontbreken van voldoende lange meetreeksen van stijghoogten kan leiden tot onvoldoende inzicht in de dynamiek van de geohydrologische omstandigheden. In het bijzonder speelt dit bij seizoensinvloeden, waarbij kwel in het ene seizoen kan worden afgewisseld met infiltratie in het andere, of grondwaterstromingsrichtingen sterk kunnen veranderen. Het ligt voor de hand dat langdurige (meerjarige) onttrekkingen niet betrouwbaar kunnen worden gedimensioneerd op basis van enkele stijghoogtemetingen op data die slechts enkele weken uit elkaar liggen.

Schaal van het probleem

De schaal van het probleem in ruimte en tijd is van grote invloed. Voor wat betreft ruimte geldt veelal dat de geohydrologische randvoorwaarden minder heterogeen worden met kleinere locaties. Voor modelgebruik impliceert dit dat kleinschaliger problemen met simpeler modellen kunnen worden aangepakt.

Voor wat betreft tijd geldt dat voor langdurige onttrekkingen een stationair model kan worden gebruikt, mits er voldoende overdimensionering is om kortdurende extreme beïnvloeding op te kunnen vangen. Dit laatste moet kunnen worden onderbouwd.

Bodemopbouw en geohydrologische schematisatie

Deze gegevens kunnen worden afgeleid uit boringen. Relevant zijn de volgende zaken:

  • Ligging van de geohydrologische (slecht of ondoorlatende) modelbasis. De basis van een model en de werkelijke geohydrologische basis hoeven niet overeen te komen; dit is afhankelijk van het doel van de modellering en de grootte van het beschouwde gebied. Meestal wordt een voldoende diep liggende slecht doorlatende laag als geohydrologische basis aangenomen.
  • Mate van horizontale heterogeniteit van de beschouwde watervoerende pakketten. Ofschoon dit een subjectief begrip is, dient de aanname van wel of geen horizontale heterogeniteit te zijn onderbouwd, omdat dit directe gevolgen heeft voor de mate van overeenstemming tussen berekende en werkelijk optredende effecten van een onttrekking. Voor kleine gebieden (enkele tientallen meters) kan vaak met horizontaal homogene pakketten worden gewerkt; voor grotere gebieden is dit afhankelijk van de vraagstelling.
  • Verticale heterogeniteit. Bestaat de bodem uit lagen met elk verschillende eigenschappen? Zo ja, dan dient dit bij het ontwerp te worden verdisconteerd. In het bijzonder een afwisseling tussen lagen met een sterk doorlatendheidscontrast is belangrijk. Vaak is sprake van een relatief slecht doorlatende deklaag en een dieper liggend goed doorlatend watervoerend pakket. Bij een bemaling in de deklaag zal dan het onttrokken grondwater in eerste instantie overwegend vanuit het watervoerend pakket worden aangevuld, waardoor dat watervoerend pakket bij de modellering zal moeten worden betrokken.

Grondwaterstroming en voeding

De meeste hiervoor benodigde gegevens kunnen worden afgeleid uit stijghoogtemetingen en peilingen.

  • Is de horizontale grondwaterstromingsrichting en -snelheid op verschillende dieptes voldoende nauwkeurig vastgesteld? Is er sprake van minimaal een aantal metingen, waaruit een gemiddelde stromingsrichting is vastgesteld? Beslaan de metingen een voldoende lange tijd om seizoensinvloeden te kunnen middelen? Is voldoende inzicht verkregen in de dynamiek, zodat het ontworpen onttrekkingssysteem onder alle te voorziene omstandigheden goed zal blijven functioneren?
  • Idem voor verticale stroming.
  • Is op de peildata van de stijghoogtemetingen het peil opgenomen van naburig oppervlaktewater? Zijn de fluctuaties van dat peil eveneens voldoende nauwkeurig bekend?
  • Is de relatie tussen oppervlaktewaterpeil en grondwaterstijghoogten geanalyseerd en - zo mogelijk - gekwantificeerd?
  • Is bij een model met een freatisch bovenste watervoerend pakket de voeding uit neerslag voldoende bekend? (Dus niet de neerslag zelf, maar dat deel wat na verdamping en afvoer door riolering e.d. overblijft voor aanvulling van het grondwater (geschat of gemeten).)
  • Zijn alle onttrekkingen in de omgeving van de sanering geïnventariseerd en ingevoerd in het model?

Randvoorwaarden

Aan de hand van bovengenoemde gegevens kan voldoende duidelijk worden vastgesteld wat voor type randvoorwaarde het beste aan de bovenrand, de zijranden en - eventueel - de onderrand van het model kan worden opgelegd.

Modelkeuze

Aan de hand van bovengenoemde gegevens, het doel van de modellering en de hieruit volgende eisen aan het model dient de keus voor een bepaald computerprogramma te worden toegelicht. Voor meer informatie zie Gebruik van computermodellen voor grondwatermodellering.