Onderzoek naar de grondwaterstandsdynamiek In NHI v2.1

Transcriptie

1 Onderzoek naar de grondwaterstandsdynamiek In NHI v2.1 BIJLAGE B Vrij afwaterend zand gebied in de Achterhoek INHOUDSOPGAVE B1. Inleiding...2 B2. Gebiedsbeschrijving...2 B3. Modelbeschrijving...4 B3.1 Geohydrologie...5 B3.2 Bergingscoëfficiënt...8 B3.3 Analyse/beschrijving meetset...9 B3.4 Geconstateerde problemen in de dynamiek...10 B3.5 Hypotheses...11

2 2/53 B1. Inleiding De dynamiek van de door het NHI berekende freatische grondwaterstand, uitgedrukt als het verschil tussen de GHG en GLG, wordt als te gering ervaren. De projectgroep heeft hypothesen geformuleerd, die in deelgebieden nader worden uitgewerkt op hun effect op de grondwaterdynamiek. In deze rapportage wordt verslag gedaan naar het onderzoek in een zandgebied van Nederland, gelegen in de Achterhoek. B2. Gebiedsbeschrijving Deelgebied B is gesitueerd in de Achterhoek en heeft een grootte van 20*20 km 2 ( ha). Het gebied is globaal gesitueerd ten zuiden van het Twenthekanaal tussen Zutphen en Lochem, ten noorden van de lijn Doesburg-Zelhem, ten oosten van de IJssel en ten westen van de lijn Lochem- Ruurlo. Figuur 1 Modelgebied met inliggende peilgebieden

3 3/53 De belangrijkste waterlopen zijn in het noorden Het Twentekanaal (peil m+nap) en de Berkel. Meer centraal in het gebied de benedenloop van de Baakse beek en de Veengoot, en verder de Hengelosche beek die uitmondt in de Baakse beek. In het gebied liggen enkele stedelijk gebieden, nl Zutphen, Lochem, Vorden, Ruurlo, Hengelo, Steenderen en Baak. Er ligt een aanzienlijk areaal bos- en natuurgebieden, o.a. met de landgoederen rondom Vorden. Het grondgebruik is globaal als volgt verdeeld (figuur 2): Gras 41,5 % Mais 15,7 % Akkerbouw 8,4% Bos 14,7% Ov. Natuur 4,2% Water 2,1 % Stedelijk 13,5% Figuur 2 Landgebruik in het modelgebied en directe omgeving

4 4/53 De belangrijkste bodems (figuur 3) in het deelgebied zijn de PAWN-eenheden 9 (zwak lemig fijn zand, 25,7%), 12 (enkeerdgronden, 15%), 13 (sterk lemig fijn zand, 13,5%) en 19 (klei op fijn zand, 20,1%). Figuur 3 Bodemeenheden voorkomend in het modelgebied en directe omgeving In het gebied ligt een belangrijke grondwateronttrekking t Klooster nabij Hengelo. B3. Modelbeschrijving Het gebruikte deelmodel voor de uit te voeren berekeningen is afkomstig van de versie NHI 2.1. Voor deze exercitie is de celgrootte evenals bij het NHI, 250 bij 250 meter. Modeldata kunnen daardoor één op één worden overgenomen uit het NHI. Verder is gekozen voor het grondwatermodel (Modflow) met het onverzadigde zone model MetaSwap. De oppervlaktewaterpeilen voor het deelmodel, die voor de berekeningsperiode met het totale modelinstrumentarium (Mozart/DM) zijn berekend, zijn gemiddeld over de winter- en zomerperiode. Ook de randstijghoogten van het deelmodel zijn gehaald uit de basisrun van het NHI. De berekende stijghoogten op dag 14 en 28 van elke maand in de rekenperiode (1996 t/m 2006) worden aan het model doorgegeven. De overige inputdata komen

5 5/53 rechtstreeks uit het NHI. De waarden zijn beschikbaar via de NHI-dataportaal en zullen niet in dit rapport verder worden beschreven. Met de uit NHI 2.1 afgeleide data wordt voor het deelmodel een de basisrun (run1) uitgevoerd, die vergelijkbaar is met de run van het totale NHI. B3.1 Geohydrologie In het NHI is de ondergrond geschematiseerd is 7 watervoerende pakketten onderling gescheiden door weerstandbiedende lagen. In figuur 4 zijn de parameterwaarden voor de watervoerende pakketten in m 2 /dag en de weerstandbiedende lagen in dagen weergegeven. laa g 1 kd c 2 3

6 6/

7 7/53 7 Figuur 4 kd en c-waarden voor de watervoerende pakketten en scheidende lagen In het grondwaterplan van Gelderland is de schematisatie van de ondergrond weergegeven (figuur 5). In het centrale deel van de Achterhoek komen geen scheidende lagen voor en hebben we feitelijk te maken met één dik watervoerend pakket. Ten zuidoosten van Lochem komt een scheidende Eemlaag voor. En in de IJsselvallei komt de Drente-klei als scheidende laag voor met lokaal eveneens de Eemlaag, verder liggen aan maaiveld Holocene afzettingen. Figuur 5 Geohydrologische schema Achterhoek volgens Grondwaterplan Gelderland

8 8/53 Figuur 6 KD-waarden volgens NHI voor modelgebied (links) en grondwaterplan Gelderland (rechts) voor de Achterhoek, de gebieden verschillen in grootte. Uit Figuur 6 blijkt dat de KD-waarden volgens het NHI globaal varieert tussen de 2000 en 3000 m2/dag, met lokaal lagere waarden. In het grondwaterplan zijn de kd-waarden in het centrum van het gebied > 3000 m2/d. Figuur 7 Som c-waarde volgens grondwaterplan B3.2 Bergingscoëfficiënt Er zijn 2 bergings coëfficiënten te onderscheiden nl de bergingscoëfficiënt (storage coëfficiënt) en de opbrengstcoëfficiënt (specific yield). De bergingscoëfficiënt is gedefinieerd als het quotiënt van de verandering in specifieke berging, dit is de berging boven een nader aan te geven referentievlak per eenheid van horizontaal oppervlak, en de bijbehorende verandering van de stijghoogte. De opbrengstcoëfficiënt is de hoeveelheid water per volume-eenheid van de bodem, uitgaande van de verzadigde toestand, die onder invloed van de zwaartekracht wordt gedraineerd, als daarbij een periode van voldoende lengte in acht wordt genomen. Wegens vaagheid van laatstgenoemde voorwaarde kan deze term niet worden aanbevolen, maar is het in vele gevallen beter om gebruik te maken van de bergingscoëfficiënt.

9 9/53 In MetaSwap wordt gebruik gemaakt van de bergingscoëfficiënt, deze ligt vast via o.a. (h)-relatie. Voor de opbrengstcoëfficiënt is één waarde aangehouden, deze is voor alle watervoerende pakketten op 0.01 gesteld. De opbrengstcoëfficiënt kan worden bepaald dmv pompproeven. Kruseman en de Ridder (1994) geven een range voor confined aquifers van 5*10-5 tot 5*10-3. Voor pompproef Vennebulten (bij Varsseveld) wordt een S a en een S y berekend van resp. 5.2*10-4 en 4.9*10-3. De toegepaste waarde van 0.01 in de basisrun lijkt daarmee aan de hoge kant. B3.3 Analyse/beschrijving meetset In figuur 1 zijn een aantal peilbuizen weergegeven, gelegen binnen het deelmodel. Totaal liggen er 93 peilbuizen in het modelgebied. Niet alle buizen zijn even geschikt om de modelprestatie te beoordelen. Voor de modelbeoordeling zijn uit de set van 93 buizen, 4 buizen geselecteerd, verspreid over het gebied (figuur 8). Lochem Zutphen Vorden Hengelo Figuur 8 Geselecteerde peilbuizen.

10 10/53 B3.4 Geconstateerde problemen in de dynamiek Om na te gaan of de berekende grondwaterstanden uit het NHI plausibel zijn, zijn deze vergeleken met de GXG op basis karteerbare kenmerken. In figuur 9 zijn de kaarten op basis van karteerbare kenmerken (links) en volgens het NHI (rechts) weergegeven. Het NHI berekent op een aantal plekken duidelijk nattere GHG (donkerblauw) dan KK en er zijn ook enkele plekken waar de GHG duidelijk droger is (donkerrood). Voor de GLG komen in de NHI-kaart meer donkerrode vlekken voor. Vervolgens is ook de fluctuatie (GHG-GLG) bepaald. Karteerbare kenmerken laat meer fluctuatie zien dan het NHI. GHG GLG

11 11/53 Fluctuatie Karteerbare Kenmerken NHI Figuur 9 GxG en Fluctuatie grondwaterstand volgens Karteerbare Kenmerken en het NHI. In figuur 10 zijn de verschillen tussen de GHG en GLG weergegeven. GLG GHG Figuur 10 Verschil in GHG (links) en GLG (rechts) tussen KK en NHI B3.5 Hypotheses Algemeen Om het NHI te verbeteren zijn een aantal hypothesen opgesteld, deze zijn vervolgens getoetst door met aangepaste parameterwaarden het deelmodel opnieuw door te rekenen. In Tabel 1 is een overzicht gegeven van uitgevoerde modelberekeningen met aangepaste parameterwaarden en de daarbij verwachte effecten op de dynamiek en de GxG.

12 12/53 Tabel 1 Overzicht van de uitgevoerde modelberekeningen met aanpassing parameterwaarden en effecten op de dynamiek en de GxG. Parameter runs Dynamiek GHG GLG Elastische 2 ++/0 ++/0 bergingscoefficient Bodem 1 +/0 +/0 Infiltratieweerstand Drainagesysteem Verandering bodemdiepte en 3 ++/ ++ peil Conductance drainagesysteem c-waarde 3 +/- kd-waarde 2 ++/-- ++/-- ++/-- Bergingscoefficient 6.1 Hypothese Door de elastische bergingscoëfficiënt te verlagen neemt de dynamiek toe. Run : freatische bergingscoëfficiënt van Door de elastische bergingscoëfficiënt verder te verlagen neemt de dynamiek verder toe Run : freatische bergingscoëfficiënt van Toets Het model rekent met een elastische bergingscoëfficiënt van 0.01, uit pompproeven wordt veelal hogere waarden gevonden voor de elastische bergingscoëfficiënt. Om het effect te bepalen is een run uitgevoerd waarbij de elastische bergingcoëfficiënt is verlaagd van 0.01 naar voor de watervoerende pakketten 2 t/m 7 (run 2). Het verschil in dynamiek is weergegeven in figuur 11.

13 13/53 Figuur 11 Toename dynamiek door verlaging elastische bergingcoëfficiënt van 0.01 naar

14 14/53 Figuur 12 Verandering van de GLG als gevolg van verandering van de elastische berging coëfficiënt van 0.01 naar tov de basisrun (positief is verlaging van de GLG) In figuur 13 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

15 15/53 Figuur 13 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, run 1 en run 2 verschillen onderling in de gehanteerde specifieke berging coëfficiënt resp en Toets Het referentiemodel rekent met een elastische bergingscoëfficiënt van voor deze toetst is de coëfficiënt op voor de watervoerende pakketten 2 t/m 7 gezet (run 7).

16 16/53 Figuur 14 Toename dynamiek door verlaging elastische bergingcoëfficiënt van naar Afname van de elastische bergingcoëfficiënt van naar 0,0001 heeft geen merkbaar effect op de dynamiek.

17 17/53 Figuur 15 Verandering van de GLG als gevolg van verandering van de elastische berging coëfficiënt van naar tov run 2 (positief is verlaging van de GLG) 6.1. Conclusie De indruk is dat de gebruikte elastische bergingscoëfficiënt voor verzadigde watervoerende pakketten te laag is. Toepassing van een geringere elastische bergingscoëfficiënt geeft een toename van de grondwaterdynamiek tot gevolg. Het lijkt vooral effect te hebben in het open zandgebied (unconfied aquifer) in het gebied van de Gelderse IJssel is het effect veel minder (Drente klei). Conclusie: In open zandgebied, zoals in de Achterhoek voorkomt is er een duidelijk positief effect door de verandering van de elastische berging coëfficiënt. Bodem 6.2. Hypothese Toename van de capillaire nalevering leidt tot diepere grondwaterstanden en daarmee tot meer dynamiek, het omgekeerde geldt ook Run 6.2 : uniforme bodemfysische eenheid voor het gehele deelmodel. 6.2 Toets De hypothese is getoetst door elke bodemfysische eenheid binnen het deelmodel te vervangen door eenheid 13 (sterk lemig fijn zand). Dit is een bodem met een grotere capillaire nalevering dan leemarme gronden en een kleinere nalevering dan kleigronden (run 4).

18 18/53 Figuur 16 Verandering dynamiek tov referentierun (run2) door vervanging van alle bodemfysische eenheden door eenheid 13. De aanpassing heeft vooral effect in gebieden langs de IJssel waar kleigronden liggen. Hier is een duidelijke afname zichtbaar van de dynamiek. In het zandgebied zien we nauwelijks effect. We zien vooral effecten voor de bodemfysische eenheden 16 en 19 (lichte klei met homogeen profiel en klei of fijn zand). De effecten op eenheid 9 (zwak lemig fijn zand) en 12 (enkeerdgrond) zijn verwaarloosbaar.

19 19/53 Figuur 17 Verandering van de GLG als gevolg van verandering van alle bodemfysische eemheden naar eenheid 13 tov de run 2 (positief is verlaging van de GLG) In figuur 18 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

20 20/53

21 21/53 Figuur 18 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, in run 4 zijn tov run 2 alle bodemfysische eenheden vervangen door één bodemfysische eenheid nl. 13 Conclusie: In het zandgebied lijkt de dynamiek weinig gevoelig voor verandering in bodemfysische eenheid in tegenstelling tot het kleigebied langs de IJssel. Infiltratieweerstand 6.3 Hypothese Verhoging van de infiltratieweerstand geeft minder grondwateraanvulling en daardoor diepere uitzakking van de grondwaterstand en dus meer dynamiek. Run 6.3 : factor infiltratieweerstand op nul gezet voor primair, secundair en tertiair 6.3 Toets Door de infiltratieweerstand van het primaire, secundaire en tertiaire systeem op 0 te zetten wordt de grondwateraanvulling via infiltratie op 0 gezet (run 8). Er is alleen in linkerbovenhoek een duidelijke reactie. Echter in het merendeel van het deelgebied is er nauwelijks verschil waarneembaar. Praktisch betekent dit dat infiltratie uit het primaire, secundaire en tertiaire systeem niet aan de orde is in een groot deel van gebied.

22 22/53 Figuur 19 Toename van de dynamiek door de factor van de infiltratieweerstand op 0 te zetten (run 15 -run 2)

23 23/53 Figuur 20 Toename van de GLG door de factor van de infiltratieweerstand op 0 te zetten (run 15 3run 2) Conclusie: Het zandgebied in de Achterhoek is ongevoelig voor infiltratie voor infiltratie vanuit primair, secundair en tertiair systeem. Wat er in Zutphen gebeurt is voor ons nog even de vraag. Aanpassing bodem en peil 6.4 Hypothese Het peilbeheer is tegengesteld gericht aan het natuurlijk verloop van de grondwaterstand (winterpeil laag, zomerpeil hoog), door het zomerpeil/bodemhoogte te verlagen zal de fluctuatie toenemen. Alternatief: De methode om de ontwateringsniveau in te schatten geeft te ondiepe ontwateringsniveaus, waardoor de grondwaterstand onvoldoende uitzakt. Run : bodem en peil in zomerhalfjaar voor secundair en tertiair drainagestelsel zijn gelijk aan de waarden in het winterhalfjaar. Run : Peil en bodemhoogte secundair en tertiair 0.5 meter lager (-0.50 m) in zomerhalfjaar. In winterhalfjaar niet gewijzigd. Run : Peil en bodemhoogte secundair en tertiair 0.25 meter lager (-0.25 m) in zomerhalfjaar.in winterhalfjaar niet gewijzigd Run : Peil en bodemhoogte secundair en tertiair 0.25 meter lager (-0.25 m) in zomerhalfjaar én winterhalfjaar.

24 24/ Toets Door peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem in zomer en winterhalfjaar gelijk te houden zal de dynamiek kunnen toenemen door lagere grondwaterstanden in de zomer (run 21 -run 2). Het effect is gering. Alleen in de omgeving van Zutphen is een geringe verandering in de dynamiek te zien. Figuur 21 Toename van de dynamiek door peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem in zomer en winterhalfjaar gelijk te maken. (Run 21-run 2)

25 25/53 Figuur 22 Toename van de GLG door peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem in zomer en winterhalfjaar gelijk te maken. (Run 21-run 2) In figuur 23 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

26 26/53

27 27/53 Figuur 23 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, in run 21 zijn tov run 2 het peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem in zomer en winterhalfjaar gelijk gehouden Toets Door peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem met 0.5 meter te verlagen in zomerhalfjaar (in winterhalfjaar niet gewijzigd) zal de dynamiek toenemen door lagere grondwaterstanden in de zomer (run 9). Deze in greep heeft een duidelijk effect op de fluctuatie van de grondwaterstand. In delen van het gebied is komen de gemeten en berekende grondwaterstandsfluctuatie (beter uitzakkingsverloop) verrassend goed overeen. Er zijn ook gebieden die minder goed reageren o.a. in de buurt van de IJssel wordt het resultaat slechter. Dit is op zich logisch, omdat run 1 al te lage waarden laat zien. In dit gebied moet het peil dus eigenlijk omhoog.

28 28/53 Figuur 24 Toename van de dynamiek door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.5 m in zomerhalfjaar. (Run 9-run 2)

29 29/53 Figuur 25 Toename van de GLG door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.5 m in zomerhalfjaar. (Run 9-run 2) In figuur 26 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

30 30/53 Figuur 26 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, in run 21 is tov run 2 het peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem met 0.5 meter verlaagd in zomerhalfjaar (in winterhalfjaar niet gewijzigd) 6.4.3Toets Door peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem met 0.25 meter te verlagen in zomerhalfjaar (in winterhalfjaar niet gewijzigd) zal de dynamiek toenemen door lagere grondwaterstanden in de zomer (run 13). De verandering in de fluctuatie geeft hetzelfde beeld als bij run 8, echter omdat de ingreep kleiner is, is het effect ook kleiner.

31 31/53 Figuur 27 Toename van de dynamiek door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.25 m in zomerhalfjaar. (Run 13-run 2) Figuur 28 Toename van de GLG door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.25 m in zomerhalfjaar. (Run 13-run 2) Toets

32 32/53 Door peil en bodemhoogte van het secundaire en tertiaire systeem met 0.25 meter te verlagen in zomerhalfjaar en winterhalfjaar zal de dynamiek toenemen door lagere grondwaterstanden in de zomer (run 14). Dit geeft een geheel ander beeld dan bij de voorgaande run. De dynamiek in delen van het deelgebied neemt af. Dit komt omdat de GHG dieper onder maaiveld ligt door een grotere drainageafvoer in de wintermaanden. Figuur 29 Toename van de dynamiek door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.25 m in zomerhalfjaar en winterhalfjaar.(run 14 run2)

33 33/53 Figuur 30 Toename van de GHG door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.25 m in zomerhalfjaar en winterhalfjaar.(run 14 run2) Figuur 31 Toename van de GLG door verlaging peil en bodemhoogte secundaire en tertiaire systeem met 0.25 m in zomerhalfjaar en winterhalfjaar.(run 14 run2)

34 34/53 Conclusie: Verlaging van bodem en peil in secundair en tertiair systeem heeft een duidelijk effect op de dynamiek. Conductance 6.5 Hypothese De conductance (celoppervlak gedeeld door de lekweerstand) is een belangrijke parameter voor de grootte van de drainageflux. Door deze te variëren is te zien hoe het model op de lekweerstand reageert. Door de conductance van het secundaire systeem te verlagen, kan het systeem langzamer afvoeren en zakt de grondwaterstand minder snel uit (run 3). Door de conductance met een factor twee te verhogen zal het model meer water afvoeren. Dit leidt tot een GHG die dieper onder maaiveld ligt. Run : conductance secundair gehalveerd Run : conductanve secundair en tertiair factor 2 omhoog Toets De hypothese is getoetst door de conductance te halveren (run 3). Toepassing leidt toe een gering effect op de dynamiek. Verdeeld over het deelmodel is een geringe toename van de dynamiek te zien. De grondwaterstanden in de zomerperiode komen ondieper te liggen, getuige de figuur waarin de verandering van de GLG staat weergegeven. Figuur 32 Toename van de dynamiek door conductance secundair te halveren. (run 3 run 2)

35 35/53 Figuur 33 Toename van de GLG door conductance secundair te halveren. (run 3 run 2) Toets De hypothese is getoetst door de conductance van het secundair en tertiair met een factor 2 te verhogen (run 20). Het verhogen van de conductance leidt tot meer afvoer van het drainagesysteem en dus tot lagere grondwaterstanden. Dit leidt uiteindelijk ook tot minder dynamiek.

36 36/53 Figuur 34 Toename van de dynamiek door conductance secundair en tertiair met een factor 2 te verhogen. (run 20-run 2)

37 37/53 Figuur 35 Toename van de GLG door conductance secundair en tertiair met een factor 2 te verhogen. (run 20-run 2) Figuur 36 Toename van de GHG door conductance secundair en tertiair met een factor 2 te verhogen. (run 20-run 2) In figuur 37 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

38 38/53

39 39/53 Figuur 37 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, in run 20 is tov run 2 de conductance van het secundair en tertiair met een factor 2 te verhoogd Conclusie: de dynamiek wordt minder maar zowel de GHG (meer) als de GLG (minder) worden verlaagd. C-waarde 6.6 Hypothese Door de waarde va de slechtdoorlatende laag te variëren is de grondwaterstroming naar de diepere watervoerende pakketten te beïnvloeden. Dit leidt tot beinvloeding van de GxG. Door de weerstand te verhogen zal de afvoer meer via het freatische watervoerende pakket verlopen. Dit zal leden tot hogere grondwaterstanden.. Run : weerstand tweede slecht doorlatende laag (c2-waarde) uniform op 1 dag. Run : c2-waarde gehalveerd voor alle gridcellen. Run : c1- en c2-waarde uniform op 100 dagen Toets De hypothese is getoetst door de weerstand tweede slecht doorlatende laag (c2-waarde) uniform op 1 dag te zetten (run 16). In gebieden waar de c2-waarde een hoge waarde heeft is zowel een toename als afname van de dynamiek te zien. Dat geldt ook voor de GLG, hoewel het beïnvloedingsgebied iets groter is.

40 40/53 Figuur 38 Toename van de dynamiek door de weerstand tweede slecht doorlatende laag (c2- waarde) uniform op 1 dag te zetten. (run 16-run 2) Figuur 39 Toename van de GLG door de weerstand tweede slechtdoorlatende laag (c2- waarde) uniform op 1 dag te zetten. (run 16-run 2).

41 41/ Toets De hypothese is getoetst door de weerstand tweede slechtdoorlatende laag (c2-waarde) te halveren (run 18). Het effect van deze ingreep op de dynamiek is zeer gering. Voor de GLG is het eefct wat groter, maar niettemin gering. Met uitzondering van het gebied rondom Lochem. Figuur 40 Toename van de dynamiek door de weerstand tweede slechtdoorlatende laag (c2- waarde) te halveren. (run 18-run 2)

42 42/53 Figuur 41 Toename van de GLG door de weerstand tweede slechtdoorlatende laag (c2- waarde) te halveren. (run 18-run 2). In figuur 42 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

43 43/53

44 44/53 Figuur 42 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, in run 18 is tov run 2 de weerstand van de tweede slechtdoorlatende laag (c2-waarde) gehalveerd Toets De hypothese is getoetst door de weerstand eerste (c1-waarde) en tweede slechtdoorlatende laag (c2-waarde) uniform op 100 dagen te zetten.(run 18). Het uniformeren van de c1- en c2 waarde geeft een gescattered beeld van de verandering in grondwaterdynamiek..gebieden met een lagere weerstand geeft toename dynamiek te zien. Gebieden met hogere weerstand dan 100 dagen juist minder dynamiek. De effecten zijn wel duidelijk zichtbaar in de GxG, waarbij in bijna het gehele modelgebied de GLG en GHG lminder wordt.

45 45/53 Figuur 43 Toename van de dynamiek door de weerstand van de eerste (c1) en tweede slechtdoorlatende laag (c2-waarde) uniform op 100 dagen te zetten. (run 19-run 2)

46 46/53 Figuur 44 Toename van de GHG door de weerstand van de eerste (c1) en tweede slecht doorlatende laag (c2-waarde) uniform op 100 dagen te zetten. (run 19-run 2) Figuur 45 Toename van de GLG door de weerstand van de eerste (c1) en tweede slecht doorlatende laag (c2-waarde) uniform op 100 dagen te zetten. (run 19-run 2) In figuur 46 is voor 4 buizen (locatie, zie figuur 8) het gemeten en berekende grondwaterstandsverloop weergegeven.

47 47/53

48 48/53 Figuur 46 Gemeten en berekende grondwaterstand voor 4 peilbuizen, in run 19 is tov run 2 de weerstand eerste (c1-waarde) en tweede slecht doorlatende laag (c2-waarde) uniform op 100 dagen gezet Conclusie: Verhoging c-waarden (1 e en 2 e laag) geeft geringere dynamiek en hogere GHG en GLG, voor verlaging van de c-waarde geldt het omgekeerde. KD-waarde 6.7 Hypothese De regionale interactie, oftewel de horizontale stromingsweerstand, via de watervoerende pakketten is te geringe en daardoor is de fluctuatie van de grondwaterstand te gering. Run : kd-waarde voor alle watervoerende pakketten met 25 % verlagen. Run : kd-waarde voor alle watervoerende pakketten met 25 % verhogen Toets Door de kd-waarde voor alle watervoerende pakketten met 25% te verlagen (factor ¾) neemt de horizontale stromingsweerstand toe en daarmee de fluctuatie van de grondwaterstand (run 11). De effecten op de grondwaterdynamiek zijn zeer gering. De invloed op de GxG daarentegen zijn wel aanwezig, vooral in het beïnvloedingsgebied van grondwateronttrekkingen.

49 49/53 Figuur 47 Toename van de dynamiek door vermenigvuldiging van de kd-waarde met met 25 % te verlagen voor alle watervoerende pakketten (Run 11-run2) Figuur 48 Toename van de GLG door vermenigvuldiging van de kd-waarde met met 25 % te verlagen voor alle watervoerende pakketten (Run 11-run2) Hypothese

50 50/53 De regionale interactie, oftewel de horizontale stromingsweerstand, via de watervoerende pakketten is te geringe en daardoor is de fluctuatie van de grondwaterstand te gering Toets Door de KD waarde te verhogen zal de fluctuatie afnemen, daarom is de kd-waarde met factor 1.25 vermenigvuldigd (25 % meer). Het effect is vergelijkbaar met een Alleen tegengesteld. Figuur 49 Verandering van de dynamiek door vermenigvuldiging van de kd-waarde met 25 % te verhogen voor alle watervoerende pakketten (Run 12-run 2)

51 51/53 Figuur 50 Verandering van de GLG door vermenigvuldiging van de kd-waarde met 25 % te verhogen voor alle watervoerende pakketten (Run 12-run 2) Conclusie: De dynamiek is ongevoelig voor verandering in de kd-waarde met constante factor. Dit geldt echter niet voor de GHG en GLG. B4. Bevindingen uit het deelgebied B: Achterhoek. Elastische bergingscoëfficiënt. In een open zandgebied (unconfined aquifer), zoals in de Achterhoek voorkomt is er een duidelijk positief effect op de grondwaterdynamiek (glg ghg) door de verandering van de elastische berging coëfficiënt van 0,01 naar 0,001. Een verdere verlaging van de elastische berging coëfficiënt naar 0,0001 heeft echter nauwelijks nog effect op de toename van de grondwaterdynamiek. Bodem In modelgebied is een uniforme bodemfysische eenheid (bfe) 13 (sterk lemig zand) opgelegd, waarvan bekend is dat er een goede capillaire nalevering mogelijk is. Uit de berekening blijkt dat de grondwaterdynamiek in het gebied met een zandprofiel (bfe s 7 t/m 15) weinig gevoelig is voor verandering in bodemfysische eenheid. De grondwaterstand in het zandgebied is te diep om een onderscheid te geven in de capillaire nalevering van de verschillende bodemfysische eenheden in het zandgebied. Dit in tegenstelling tot het kleigebied langs de IJssel, waarbij de omzetting naar deze bodemfysische eenheid een duidelijke verlaging van de grondwaterdynamiek en

52 52/53 verhoging van de grondwaterstand te zien geeft.. Infiltratieweerstand drainagesysteem (primair, secundair en tertiair) Het zandgebied in de Achterhoek is ongevoelig voor infiltratie van water uit primair, secundair en tertiair systeem. Aanpassing bodem en peil drainagesysteem (primair, secundair en/of tertiair) In delen van het zandgebied wordt modelmatig het zomerpeil van secundair en tertiair drainagesysteem verhoogd. Dit heeft geen invloed op de grondwaterdynamiek en slechts zeer geringe effecten op de GLG en GHG. Het verlagen van het peil en daaraan gerelateerd de bodemhoogte van het secundair en tertiair drainagesysteem daarentegen geeft grote effecten op de grondwaterdynamiek en de GxG. In delen van het zandgebied wordt zelfs de gemeten tijdreeks in waarnemingsputten beter benaderd, vooral ten aanzien van het uitzakken van de grondwaterstand op het eind van de zomerperiode. Mogelijk geeft de methode om de ontwateringsniveau in te schatten te ondiepe ontwateringsniveaus, waardoor de grondwaterstand onvoldoende uitzakt in de zomermaanden. Conductance Bij vergroten van de conductance van secundair en tertiair drainagesysteem neemt de grondwaterdynamiek af, maar zullen de GHG (meer) als de GLG (minder) worden verlaagd. C-waarden Uniforme c-waarden (1e en 2e laag) van 100 dagen voor het gehele gebied geeft geringere dynamiek en hogere GHG en GLG. Er treedt een zeer gescatterd beeld op voor de veranderingen. Eén en ander afhankelijk van de in het model ingevoerde c- waarden. kd-waarden Een verandering van de kd-waarden in alle watervoerende pakketten met een factor geeft nauwelijks een verandering in de grondwaterdynamiek. De GHG en GLG zijn wel zeer gevoelig voor verandering in de kd-waarden, vooral in gebieden met grondwateronttrekkingen. Algemene conclusie Voor gebieden met weinig of geen c-waarden in de ondergrond (slecht doorlatende lagen) geeft de verlaging van de elastische bergingscoëfficiënt van 0,01 naar 0,001 een vergroting van de grondwaterdynamiek. Andere generieke maatregelen geven niet altijd het gewenste resultaat in delen van het modelgebied. Het draait toch weer steeds uit op maatwerk. Het modelgebied Achterhoek is vooral gevoelig voor verlaging van het peil van het drainagesysteem. Nu is voor grote delen van het gebied het peil in de winterperiode gelijk aan de

53 53/53 zomerperiode. Ondanks dat er weinig of geen infiltratie plaatsvindt vanuit het drainagesysteem lijkt in delen van het gebied een ander peil in de zomerperiode grondwaterstanden op te leveren die beter passen bij tijdreeksen van waarnemingsputten. Algemene beoordelingen. In kd en c-waarden voor de afzonderlijke lagen zijn wel enkele opmerkingen te plaatsen. Rondom Lochem worden zeer hoge c-waarden aangetroffen die in andere onderzoeken (provincie, waterleiding bedrijf) niet zijn terug te vinden. Ook de kd-waarden van de afzonderlijke lagen zijn cumulatief aan de lage kant. In het diepste watervoerende pakket (wvp 7) worden twee gebieden aangetroffen met zeer hoge kd-waarden ten opzichte van het omringende gebied. Gezien de cirkelvormige vorm van deze gebieden is dit mogelijk een foute interpolatie, al of niet gebaseerd op lokale (foutieve?) geologische informatie. Bij het uitzetten van de infiltratie vanuit primair, secundair en tertiair drainagestelsel treedt een grote toename op van de grondwaterdynamiek in en rondom Zutphen. Blijkbaar infiltreert er hier veel water vanuit het drainagesysteem. Is dit reëel of één of ander modelinvoerconcept? Een vergelijking van het zomerpeil met het winterpeil van het primaire drainagesysteem geeft verschillen te zien van meer dan 0.50 m tot zelfs 3.5 meter. De 3.50 meter slaat op een hogere zomerpeil. Dit lijkt mij onwaarschijnlijk.