Thema

Diepte ontwatering

Dit begrip werd ingevoerd door de bekende natuurbeschermers Koos van Zomeren en William Reppel, het beschrijft het effect van de verlaging van de grondwaterspiegel, op een of meer gewassen, elke gekarakteriseerd door de hoogtes {h1,h2,h3,h4}. Daarbij speelt, via de assimilatie curve, de afstand van het maaiveld tot de grondwaterspiegel, de diepte ontwatering d(x,y,t) een belangrijke rol. Zij schrijven:  1De regenwormen worden onbereikbaar. Het grootste euvel is ongetwijfeld de diepte ontwatering. Hun ontdekking is extreem belangrijk, maar in de vorm waarin zij het, in 1980, presenteren, slecht bruikbaar om de kennis van natuursystemen te ordenen.

  1. K. van Zomeren en W. Reppel, De grote droogte in waterland, A.W. Bruna, ISBN 90 229 5269 X D/1980/0939/91

De assimilatie curve

De 1assimilatie curve, beschreven door prof. R.A. Feddes, wordt gegeven door de hoogtes {h1,h2,h3,h4}, waarbij h1 bepalend is voor de nat schade, {h2,h3} het interval is van volledige assimilatie en gewasverdamping, genormeerd op 1 en overeenkomt met het debiet q van de wateropname die proportioneel is met de verdamping, terwijl er voor h < h3 onvoldoende water is om het gewas te laten groeien.

  1. J. Doorenbos, W. Pruitt, The Kc ETo approach for crop water requirements, bijdragen van Dr. P. Fleming (F), Dr. A. Perrier, Drs. L. Cavazza en L. Tombesi (I), Drs. R. Feddes en J. Doorenbos (NL), Dr. L. S. Pereira (P), Drs. J. L. Monteith en H. Gunston (UK), Drs R. Allen, M. Jensen en W. O. Pruitt (USA), Dr. D. Rijks (ESA).

De dikte d(h) van de waterfilm die zich met behulp van de polaire watermoleculen, hecht aan de zand of lösskorrels in de bodem speelt daarbij een belangrijke rol.

Als we λ = ½ kiezen, en het interval {3 hλ … 4 hλ} beschouwen dan reduceert de hoeveelheid vocht tot {1/8 ... 1/16}, waardoor de assimilatie al vanaf 3 hλ snel uitvalt, met verwelking van het gewas en uitspoeling van meststoffen tot gevolg, doordat de stikstof kringloop en de gewasverdamping onderbroken worden.

Spreiding van de puntspreidfunctie

Het is gebruikelijk om uit te gaan van assimilatie curves, die karakteristiek zijn voor de bodem, door gewassen te beschouwen zoals gras of heide met een wortelgestel dat ondiep reikt. Dit geeft assimilatie curves die een relatief groot interval van volledige assimilatie {h2, h3} hebben, vergeleken met het interval van verwelking {h3, h4}. Als de wortels dieper reiken kunnen we bij een homogene bodem een nieuwe assimilatie curve vormen door de convolutie van de puntspreidfunctie van het wortelgestel, met de intrinsieke assimilatie curve van de bodem.

Deze informatie is van belang als we in natuurgebieden een bos willen kappen om een heide gebied te ontwikkelen. In dat geval is er een grote kans dat de interactie tussen de diepte ontwatering d(x,y,t) in een winveld A, gegeven de nieuwe compactere assimilatie curve aanleiding zal geven tot een grote uitspoeling van meststoffen waaronder stikstof.



Verdoging

Zolang er voldoende water beschikbaar is, kan het gewas met z'n nominale snelheid groeien, maar als de hoeveelheid water beschikbaar aan de wortels met een factor hλ=½ afneemt, zal het gewas z'n normale droge stof gewicht in een 2 x groter tijdsinterval aannemen. Omdat ook de temperatuur en de hoeveelheid zonnestraling bepalend zijn voor de groei, zal het effectieve teeltseizoen nauwelijks langer duren, met als implicatie dat de gewasopbrengst per teeltseizoen met een factor ½ gewogen moet worden.

Als er sprake is van een maximale groei, moet de onverzadigde zone water naleveren. Dit heeft dus tevens als effect dat het punt h3 overgaat naar h3' zoals door prof. R.A. Feddes beschreven.

Ontwerpbeslissingen

In het voorgaande beschrijf ik de situatie voor een homogene onverzadigde zone. Dit is goed genoeg om de ontwerpbeslissingen te kunnen maken, die nodig zijn om sterk verbeterde winvelden te kunnen maken en een voldoende nauwkeurige beschrijving van de oude theorie te kunnen geven.

Als gevolg van diepte ontwatering tot in het interval van verwelking en nog lager, kan een kunstmatige beregening noodzakelijk worden. In die gevallen wordt er water in de onverzadigde zone gebracht waardoor het interval van verwelking later begint. Daarbij vloeit 1volgens onderzoek van Ir. H.A.J. van Laanen tot wel 25% van de stikstofgift uit naar de bodem.

In deze publicatie vergelijkt de auteur ook een puntwinning met een gespreid winveld voor beregening. Daarbij vindt hij resultaten die overeenkomen met de gespreide winvelden voor de gevallen horizontaal en horizontaal en hellend.

Natuurlijke selectie

Velen gaan uit van de hypothese dat de ongewenste gewassen, zoals bramen, brandnetels en pijpenstrootjes, die worden geassocieerd met vermesting (eutrofiëring) in natuurgebieden de overhand krijgen door overbemesting. Deze hypothese is echter vals. Doordat deze soorten langere wortels hebben, ontstaat er een natuurlijke selectie! als gevolg van diepte ontwatering. Daardoor is de opkomst van deze soorten bij het kappen en vervangen van bos door heide vaak een indicator van een te grote diepte ontwatering.

Standplaats vergelijking

gewasopbrengst

In de standplaats vergelijking gewasopbrengst vergelijken we onder gelijke meteorologische omstandigheden en ook bij gelijke bodems 2 maisvelden. In a) zien we dat de mais met een lengte van 2.5m een normale groei heeft doorgemaakt. Dit was mogelijk doordat de grondwaterspiegel h(x,y,t), die gemeten vanaf het maaiveld de diepte ontwatering d(x,y,t) wordt genoemd, zich beweegt in het interval van volledige assimilatie & gewasverdamping. Zie ook de wortels geschetst in a) die met gemak de onverzadigde zone kunnen bereiken. Deze sloot was door het waterschap voorzien van bemaling zodanig dat er ook op het einde van het teeltseizoen, nog water aanwezig is.

In b) zien we dat de mais, in de buurt van een winveld, onder de opgegeven omstandigheden, niet groter is geworden dan 0.25m. De mestgift is in a) en b) door de Minas wetgeving bepaald, hetgeen impliceert dat de mais ook in b) zich zou kunnen ontwikkelen tot een hoogte van 2.5m. Maar voor alle (x,y) in het winveld en voor nagenoeg alle (t) in het teeltseizoen, is er sprake geweest van een te grote diepte ontwatering, waardoor de hoogte van de mais overal in het winveld A ~0.25m is, met als gevolg dat we in b) over de maisvelden heen, zelfs vanaf een positie vlak boven de grond héél ver kunnen kijken.

Doordat de gewasopbrengst tot ~5% daalt, weten we dat 95% van de mestgift uitspoelt, waardoor de agrariër volgens Art. 7.18 waterwet een compensatie vergoeding toekomt die 95% van de gewasopbrengst bedraagt.

Een probleem van het werken met compensatie vergoedingen is dat de te vergoeden bedragen en ook de uitspoeling van stikstof, als gevolg van diepte ontwatering extreem hoog op kan lopen. Zo hoog zelfs dat het onmogelijk wordt om de EU-NL grondwater kwaliteitseis van 50mg/l überhaupt te kunnen halen.

Boeren zorgen voor ons eten

Gefaciliteerd door de groei van de mais worden de voedingsstoffen o.a. meststoffen, waarvan 1. stikstof de belangrijkste is, 2. water dat deels wordt gebruikt om koolwaterstoffen te vormen, en deels verdampt en CO2 die via de entree selectief opgenomen worden in de vele cellen, en in het bijbehorende DNA, van de planten. Bij latere consumptie door mens of dier gebeurt hetzelfde, maar nu met de samenstelling van de planten als de voedingsstoffen.

Als de diepte ontwatering niet aangepakt wordt is de productie van ons eten onmogelijk, bovendien zullen er veel te grote stikstofconcentraties ontstaan.

Overbemesting?

Kan er geen sprake zijn van overbemesting in plaats van diepte ontwatering?

Het klopt dat de stikstofconcentratie toeneemt als het gewas niet wil groeien, maar dat het gewas niet kan groeien komt doordat het proces van volledige assimilatie stagneert, en bijvoorbeeld niet doordat er te veel stikstof aangeboden wordt.

Vervolg diepte ontwatering

Monitoring

Monitoring is de techniek die uitsluitsel geeft of er nog makkelijke oplossingen zijn om de stikstofuitspoeling en alle andere ongewenste effecten onder controle te brengen. Er is sprake van twee mogelijke oorzaken:

  • Diepte ontwatering

In dat geval mag de grondwaterspiegel, c.q. de diepte ontwatering d(x,y,t) zich uitsluitend bewegen in het interval van volledige assimilatie {h2, h3} van het gewas.

In dit geval is het nuttig om in landbouwgebieden, iets minder (zeg 5% minder) mest in te brengen, dan er door natuurlijke nitrificatie in natuurgebieden wordt aangemaakt. Dit heeft in landbouwgebieden als effect dat de bodembacteriën de laatste 5% naleveren.

Daarmee is nog niet gezegd dat monitoring een makkelijke opgave is.

Het is mij opgevallen dat de opbouw van de door het Rijks Instituut voor Drinkwatervoorziening (RID) dat later overging in het RIVM sinds de instelling van het Landelijk Netwerk Grondwaterkwaliteit, tussen 1977 en 1985, de gemeten stikstof concentratie nog nooit opgesplitst heeft naar de beide causale oorzaken. Bij de synthese methode die ik gebruik voor de bepaling van de voorwaarden die de optimale diepte ontwatering, noodzakelijk om het natuurdoel te kunnen realiseren, doe ik dat, op een heel natuurlijke manier juist wel, door altijd uit te gaan van de causale verbanden. Dat geeft een heel compacte beschrijving, niet groter dan 14 regels waar alle voorwaarden correct in staan. De drinkwatersector heeft echter altijd de gemeten stikstofconcentratie in z'n geheel toegeschreven aan de agrariërs, alsof de stikstof uitgespoeld zou zijn als gevolg van overbemesting.

Als het RID/RIVM de stikstofconcentratie meet aan het eind van het teeltseizoen, dan is het belangrijk dat niet alleen de concentratie wordt gemeten, maar we moeten vooral weten wie maatregelen moet nemen om de stikstofconcentratie te verkleinen. Het probleem is echter dat het niet mogelijk is om beide waarden apart te meten, omdat het om slechts 1 meetresultaat gaat. Maar dat meetresultaat is ook niet de oorzaak van de stikstofuitspoeling, maar het resultaat van beide oorzaken, overbemesting en diepte ontwatering, die we bijvoorbeeld in procenten van de stikstofgift die in de figuur een gemiddelde waarde van 604-40=564 heeft, kunnen uitdrukken. Bij het bemestingsadvies dat ik zojuist heb gegeven zal er, als het advies nageleefd wordt, geen overbemesting ontstaan. Hetgeen impliceert dat de stikstofuitspoeling groot 204/564=36.2% ontstaat door diepte ontwatering die volledig voor rekening van de drinkwatersector komt. Dit zal voor velen op het ministerie en ook voor de adviseurs van de WUR en het PBL een verrassing zijn, omdat we nu weten dat de drinkwatersector de grote opgaven op het gebied van waterkwaliteit in ons land op kan lossen.

Dwalingen in de wet en regelgeving

Veroorzaakt door de drinkwatersector, toegeschreven aan de agrariërs. Dwalingen in de wet en regelgeving zijn nog ingrijpender dan gerechtelijke dwalingen, omdat daardoor zoals nu blijkt de hele landbouwsector ten onrechte beschuldigd wordt van ongekende uitspoelingen van mest.

Bedrijfszekerheidsproblemen

Philips moet nu draconische maatregelen nemen om hun problemen met slaap apneu apparaten te boven te komen. Uit het voorgaande blijkt dat de drinkwatersector zelfstandig de grote opgaven op het gebied van waterkwaliteit in ons land op kan lossen.

Het is belangrijk dat wetenschappelijk werk foutloos uitgevoerd wordt. Want hier zien we nogmaals dat de uitspoeling van stikstof naar de bodem voornamelijk ontstaat door een grote diepte ontwatering d(x,y,t) die ver voorbij h3 komt. Daar geld dat de stikstof die niet door assimilatie wordt opgenomen, uitspoelt. Daardoor ontstaan grote problemen met de stikstofconcentratie in de bodem. De plaatsen waar dat een groot probleem is, in de winvelden hebben een Nitraat marker. Er kunnen ook problemen ontstaan met een zure sulfaat bodem, waarbij H2SO4 dat ook bekend is als accuzuur, kan worden gevormd door diepte ontwatering. Dit geeft een groot scala aan chemische reacties, die alle optreden. Het feit dat die reacties optreden, is op zich weer een indicatie dat er sprake is van een te grote diepte ontwatering.



 Deze zal ik beschrijven als een apart puzzelstukje bij de synthese methode.

waterkwaliteit, zoals uit de bovenstaande figuur van de VEWIN blijkt.

de grondwaterspiegel

Desondanks is dit belangrijk, want de drinkwatersector, die voornamelijk laat meten in haar wingebieden en daarover publiceert in gebiedsdossiers, heeft al enige tijd last van een idioot hoge uitspoeling van stikstof naar de bodem. In het thema  Kijk om je heen zal ik de meetresultaten van de WUR, die overgenomen zijn door het PBL, koppelen aan de mestgift en aan resultaten van standplaatsvergelijkingen, met bijvoorbeeld als doel om de uitspoeling van stikstof naar de bodem, die uitkomt op een idioot hoge waarde van ~36% van de mestgift, in landbouw en natuurgebieden, die niet goed te verklaren is door overbemesting of stikstofdepositie. Bij de winning van het grondwater speelt het schaal effect van de dunne watervoerende lagen, dat ndoor prof. J.J. de Vries werd genoemd, een een grote rol, samen met diverse versterkingsfactoren, die nog nader beschreven zullen worden.

De Minas wetgeving, die voorschriften bevat om overbemesting te voorkomen, kan ook gezien worden als een instrument, om de assimilatie capaciteit van het gewas door seizoensvariaties van de temperatuur en het zonlicht, op te kunnen vangen. Alle mest die aan het eind van het teeltseizoen overblijft, wordt door de agrariërs met een vanggewas tot een minimaal residu teruggebracht.

Uit het voorgaande blijkt heel duidelijk dat hoge stikstof concentraties in de bodem, (tot zelfs 95% van de mestgift) slechts kunnen ontstaan door diepte ontwatering. In de meststoffenwet staat niets over diepte ontwatering maar er worden wel eisen gesteld aan de gemeten mestconcentratie, die volgens de aannames die in deze wet worden gemaakt, slechts te hoge waarden aan kan nemen door overbemesting. Dit is absurd.

Transportverlaging, Winningsverlaging &

Schade (II)

Op de foto's zien we een landbouwgebied en een natuurgebied (heide met een ven), met daaronder de winningstrechter van een typische puntwinning die bij de meeste winvelden gebruikt wordt. Ik heb daarvoor een 3D afbeelding van de winningstrechter gebruikt, die G.W. Bloemen in 1973 heeft bepaald door metingen voor de puntwinning 't Klooster in Hengelo Gld. Bij deze trechter die 2m diep is, maak ik nog onderscheid tussen de transportverlaging, die ontstaat doordat de gespreid vallende neerslag, door de dunne watervoerende laag naar de pompput getransporteerd wordt en de winningsverlaging die ontstaat doordat het debiet Q(t) uit de effectieve winningsstraal R gewonnen wordt. De drinkwatersector had altijd gewerkt met de weerstand die het grondwater ondervindt tijdens het transport van het grondwater naar de pompput, gegeven het debiet Q(t) ontstaat dan het potentiaalveld waarvan de grondwaterspiegel h(x,y,t) de bovenste begrenzing vormt. Alle pogingen om via infiltratie de diepte van de transporttrechter substantieel kleiner te maken zijn, voor horizontaal, gedoemd te mislukken omdat daarvoor ook de lokale gradiënt kleiner moet worden, waardoor het debiet Q van het transport zelf ook kleiner zal worden. Daarom wist men niet goed raad met de winningsverlaging en werd er van de nood een deugd gemaakt. Bij de berekening van de schade vergoeding werd de transporttrechter over de winningsverlaging (≡ achtergrondverlaging) opgetild. Dit had natuurlijk geen invloed op de schade, en daarmee blijft de uitspoeling van meststoffen naar de bodem onverminderd groot. Merk op dat de schade proportioneel is met de hoeveelheid uitgespoelde mest, gerekend over het gehele teeltseizoen. Dit is ook gelijk aan wat de drinkwatersector normaal de droogteschade zou noemen. De berekening van de droogteschade was door de drinkwatersector via een van de allereerste 3e geldstroom onderzoeksopdrachten vergund aan het Staring Instituut verbonden aan de Landbouwhogeschool, onder leiding van de toen nog jonge prof. R.A. Feddes. Het was, gelet op de gebruikte werkwijze van de adviescommissies, ondenkbaar dat voor alle (x,y) en voor alle (t) de uitkomst van de schade berekening, gelet op de te verwachten continuïteit van de schade functie, voor naburige percelen voor iedereen toegankelijk zou worden.

De drinkwatersector lette heel goed op de maximalisatie van de winst, waardoor men de schade niet zo erg vond, mits de schade uitkering maar laag was. Dat lukte goed want voor alle winvelden samen neemt de winst met ~17M /jaar toe door een vindingrijkheid die niet door art. 7.18 waterwet wordt toegestaan. Maar er was, met al die winst ook een probleem ontstaan met bedrijfsblindheid: het mest-equivalent van de extra winst spoelt namelijk uit als gevolg van diepte ontwatering.

Doordat het RID/RIVM niet monitort op de diepte ontwatering ontstond er een enorm groot probleem van bedrijfsblindheid bij de drinkwatersector. Een leergierige medewerker van Alterra wilde het probleem wel oplossen, door met collega's over dit onderwerp en over de relaxatie oscillaties die in het winveld ontstonden te publiceren. Hij werd helaas ontslagen met de volgende motivatie:

Omdat het hier een uitermate gevoelig onderwerp betreft dat zou kunnen leiden tot vele en hoge schadeclaims van agrariërs indien zou blijken dat het ministerie de compensatievergoedingen op verkeerde door DLO / Alterra aangeleverde gegevens omtrent 1Numerieke verdroging zou hebben gebaseerd.

Prof. C. Van den Akker was de eerste die voor het winveld te Terwisscha een schade berekening heeft uitgevoerd met daarin opgenomen de winningsverlaging als een integraal deel van de berekening. De drinkwatersector verzet zich hevig tegen zijn berekening en er komen discussies met de 2e kamer en de ombudsman (Kamerstukken 30825 210), met als effect dat het mest-equivalent van de extra winst jarenlang uitspoelt als gevolg van diepte ontwatering veroorzaakt door de drinkwatersector, óók in de PAS periode, die door de drinkwatersector, die de regering gegijzeld houdt, wordt geassocieerd met laksheid van onze regering.

Hiermee is aangetoond dat de hoge stikstofconcentraties in de bodem waar onze minister president over spreekt op het moment dat de plannen definitief werden veroorzaakt zijn door bedrijfsblindheid in combinatie met een te grote diepte ontwatering die al vanaf de jaren 50 in de vorige eeuw, onmogelijk heeft gemaakt maakt om het assimilatiedoel, het bedrijfszekerheidsdoel en het natuurdoel te realiseren. Maar als we het stikstofdossier achter ons willen laten, zal eerst de uitspoeling door diepte ontwatering onder controle gebracht moeten worden.

Het enorm kostbare, oplappen

van de natuurgebieden

Door de veel te hoge uitspoeling van mest naar de bodem die ontstaat als gevolg van diepte ontwatering het assimilatiedoel, het bedrijfszekerheidsdoel en het natuurdoel alle niet realiseerbaar, waardoor het doel van: 1. een hoogwaardig herstel van natuurgebieden, overgaat naar het 2. enorm kostbare, oplappen van de natuurgebieden doordat de oorzaken van de achteruitgang van de natuurgebieden, niet weggenomen worden.

Dit laat zien hoe belangrijk het is dat onderzoekers, en ook onze regering, met goed omschreven doelen werken. Bovendien zien we hier ook de grenzen te stellen aan 3e geldstroomfinanciering en bestuurlijke en wetenschappelijke integriteit voorbijkomen, want de drinkwatersector lobbyt bij de regering om financiering, van meer dan 100 miljoen voor het 7e actie programma nitraatrichtlijn. Daarmee krijg je in het vakgebied der hydrologie heel gemakkelijk alle neuzen dezelfde kant op, zoals Bino voorstelt. Die investering kan echter voor een heel groot deel al besteedt worden aan de introductie van winvelden met een zeer lage uitspoeling van stikstof naar de bodem.

Omdat het probleem wordt veroorzaakt door de drinkwatersector zal het afslachten van koeien het probleem niet oplossen, waardoor dhr. A. Frentz, of een andere vertegenwoordiger van de drinkwatersector, zal blijven komen met verzoeken om uiteindelijk de gehele melkveestapel af te mogen slachten.

In die hele keten zal ooit iemand moeten zijn die het hoofd koel houdt, want als de laatste koe geslacht is, terwijl het maar niet op wil schieten met een hoogwaardig herstel van natuurgebieden, dan pas zal blijken dat het probleem werd veroorzaakt door het niet naleven van de diepte ontwatering door de drinkwatersector.

Juist daarom is het belangrijk dat we een instituut hebben zoals het RID/RIVM waar de maatschappelijke sectoren op kunnen vertrouwen, juist als er zeer ernstige fouten gemaakt worden, waardoor alle maatschappelijke sectoren, geheel ten onrechte, worden gegijzeld. Maar het RIVM is al 43 jaar niet meer onafhankelijk, omdat haar onderzoek door de drinkwatersector wordt gecoördineerd maakt het RID/RIVM dezelfde fouten als de drinkwatersector zelf.

Je ziet de oplossing van de puzzel pas als je het volledige overzicht hebt…

  1. De tijdreeksanalyse maakt een model van de watervoerende laag dat veronderstelt dat de watervoerende laag lineair, plaatsinvariant en stabiel is. Die veronderstelling blijkt bij grootschalige toepassingen vals, doordat het grondwater langs de weg van de minste weerstand stroomt, waardoor er geen vaste stroombanen zijn. Omdat bij toepassing van de tijdreeksanalyse de berekende schade systematisch kleiner is, mocht er over dit soort problemen niet gepubliceerd worden. Ik laat zien dat de watervoerende laag zich volgens de Laplace voorwaarden gedraagt bij effecten die op een kleine schaal ρ, spelen. Prof. J.J. de Vries, gaf al aan tijdens de slag om de achtergrondverlaging, dat er mogelijk sprake van een schaal probleem was. Zijn inschatting klopte, en ik licht dit verder toe in het deel betreffende de realisatie van de winvelden.

Standplaatsvergelijking gewasopbrengst

landbouw & natuur

Uit de bovenstaande standplaats vergelijking, afkomstig van de publieksvoorlichting in Duitsland, blijkt dat de groei van gewassen in natuurgebieden, qua ordegrootte, niet achterblijft bij de groei van grasland. Dat kan alleen maar als er in de natuurgebieden evenveel stikstof wordt aangemaakt door bodembacteriën via het proces van natuurlijke nitrificatie, als er in landbouwgebieden mag worden ingebracht.

Koeien afslachten

Op 24 juni 2017, verschijnt een artikel in Trouw, op basis van de publicatie over problematische winvelden1Waterbedrijven slaan alarm: mest bedreigt drinkwaterwinning.

De boodschap van Arjen Frentz, de lobbyist van de VEWIN is: Meststoffen verontreinigen het grondwater. Zuivering wordt steeds duurder en complexer. De Nederlandse waterbedrijven zijn bezorgd en pleiten voor maatregelen.

De Nederlandse politici worden benaderd, waaronder politici van D66 om, een groot deel van de melkvee stapel af te laten slachten.

Uit het wiskundige bewijs blijkt dat er géén mest van enige betekenis uitspoelt in natuurgebieden en ook niet in landbouwgebieden indien de agrariërs de overbemesting stelling voldoen, terwijl de drinkwatersector de eisen die de diepte ontwatering stelt voldoet. Maar als er 95% van de mestgift uitspoelt, is Leiden in last. Omdat de schade die de agrariër oploopt proportioneel is met de uitspoeling van stikstof veroorzaakt door diepte ontwatering door de drinkwatersector, werd het als bijzonder lucratief gezien om te komen tot een zo klein mogelijke berekende schade.

Dit laat zien dat het afslachten van koeien geen enkel positief effect heeft: Er spoelen grote hoeveelheden meststoffen uit als gevolg van het niet voldoen aan de eisen die de diepte ontwatering stelt.

Hoe kan het dan dat deze conclusie zoveel afwijkt van de stellingname van de hydrologen die de drinkwatersector al jarenlang adviseren?

  1. Via het RID/RIVM is nu al 43 jaar gewerkt met een vals monitoring programma, dat de stikstofconcentratie meet en het resultaat toerekent aan uitspoeling van stikstof veroorzaakt door de agrarische sector.
  2. Daardoor was het onmogelijk om via metingen van de diepte ontwatering, de oorzaak van het uitspoelen van de meststoffen te bepalen.
  3. De meting van het effect van de diepte ontwatering komt overeen met de berekening van wat het waterleidingbedrijf de berekening van de droogte schade noemt.
  4. Deze schade berekening werd al eerder vergund via een 3e geldstroom constructie aan het Staring instituut van de Wageningse Landbouw Hogeschool, onder leiding van de toen nog jonge prof. R.A.Feddes.
  5. Er is nooit nagedacht over een manier (synthese) waarop een bewijs tot stand kon komen voor de specificatie en de realisatie  van een winveld dat een minimale schade veroorzaakt.
  6. Als technieken lagere schade vergoedingen opleveren werden ze toegepast, dit betreft de toepassing van de tijdreeksanalyse en ook de toepassing van de achtergrondverlaging. Er is wél nagedacht over manieren om lagere compensatie vergoedingen af te dragen.
  7. Dit laatste kan slechts door de introductie van fouten bij de uitwerking van de specificatie. Eén fout in het bewijs, zorgt ervoor dat het niet meer mogelijk is om een geldige specificatie van de grondwaterspiegel te bepalen.
  8. De sector blijkt vastbesloten om de kip met de gouden eieren, de achtergrondverlaging niet zomaar te slachten. Dit stimuleert het gebruik van nietszeggende negatieve bewijzen in 3e geldstroom projecten, maar versterkt ook de noodzaak om de fouten door te geven naar een volgende generatie studenten. Daardoor kan de sector het probleem van de bedrijfszekerheid zelf niet meer oplossen.
  9. Ondanks het feit dat dit heel eenvoudig is, is er veel te weinig ervaring met het opstellen van een logisch bewijs gebaseerd op causale verbanden.
  10. De boodschap van Arjen Frentz, lijkt heel natuurlijk, maar het is nóg natuurlijker om ervoor te zorgen dat het gewas van de agrariërs de hele mestgift via assimilatie, kan opnemen.
  11. Voor velen is het een grote verrassing om te horen, dat het mogelijk is om voor alle grootschalige winvelden, het bedrijfszekerheidsprobleem op te lossen.

De econoom en D66 coryfee, en econoom, Alexander Rinnooy Kan heeft een passend aforisme voor dit fenomeen:

Wie denkt dat kennis duur is, weet niet wat domheid kost

Wie een doel nastreeft door maatregelen te treffen, dient goed op te letten dat de maatregelen de causale keten op orde brengen, want pas dan is het mogelijk om het doel te bereiken. In alle andere gevallen is er sprake van een dwaling en juist dat overkomt dhr. A. Frentz, en de hydrologen die hem helpen.

Het kabinet Rutte IV is nu net aangetreden, en er komt opnieuw een verzoek om een deel van de melkveestapel af te slachten en nog steeds wordt er, ondanks het feit dat de maatregelen niet op een causale keten ingrijpen, gehoopt dat het afslachten van koeien zal helpen om het Bedrijfszekerheidsdoel dat Frentz nastreeft te realiseren.

Dit laat ook zien dat de actie van dhr. A. Frentz, (zie Trouw: 24 juni 2017), met als doel om een deel van de melkveestapel af te slachten, niet goed doordacht was. Datzelfde geldt ook voor de plannen van het huidige kabinet Rutte IV. Via dit web portaal wil ik dat duidelijk maken aan iedereen in Nederland en de EU.

Op basis hiervan stellen we ons nu de volgende 4 vragen:

  1. Helpt het afslachten van koeien, met als doel om van weilanden natuurgebieden te kunnen maken, om het stikstofprobleem in natuurgebieden op te lossen?
    Nee, in heide gebieden spoelt net zo veel mest uit, vergeleken met een weiland. Dit kan, afhankelijk van het grondwaterstandsverloop iets gunstiger uitvallen voor bossen omdat bomen dieper wortelen, waardoor de uitspoeling kleinere waarden aan kan nemen.
  2. Heeft het op grote schaal omzetten van bossen naar heide gebieden een positieve invloed gehad op de natuurkwaliteit.
    Nee, dit is ongunstiger omdat heide minder diep wortelt, waardoor de uitspoeling gelijk wordt aan die van een weiland.
  3. Verdwijnt het bedrijfszekerheidsprobleem van de drinkwatersector door het afslachten van koeien?
    Nee, als de injectie van mest afneemt, wordt de mestgift aangevuld via natuurlijke nitrificatie.
  4. Is het natuurdoel realiseerbaar?
    Nee, het natuurdoel is nooit realiseerbaar als het bedrijfszekerheidsdoel niet realiseerbaar is.

De diepte ontwatering is datgene dat met de hoogste prioriteit aangepakt moet worden.
Je ziet de oplossing pas als je het volledige overzicht hebt...

Het stikstof probleem vanuit de lucht

Op twitter zien we een afbeelding van de stikstofconcentraties in de lucht gemeten door een NASA satelliet, waaruit blijkt dat de industrie de belangrijkste bron van stikstof is. Dit beeld is volledig in strijd met het kaartje dat door onze minister van natuur en stikstof werd verspreid dat gebaseerd was op KDW-waarden en indicatief was voor de daadkracht van het kabinet.

Kritische Depositie Waarden

Wat voor zin heeft het om Kritische Depositie Waarden voor natuurgebieden te bepalen, als we niet precies weten hoeveel stikstof er in de bodem zit en wat de causale oorzaak van de aanwezigheid van die stikstof is?

Om te kunnen oordelen over de eutrofiëring (vermesting) in een natuurgebied moeten we om te beginnen weten wat de entree is van de betreffende gewassen. Want de stoffen die een gewas binnenkomen moeten vele barrières passeren, voordat zij bij kunnen dragen aan de groei ervan. Daarbij heeft de binnenkomende stof een sleutel in de vorm van een elektrisch ladingspatroon op het molecuul, die op het slot, ook een elektrisch ladingspatroon, van de barrière moet passen. Bij de passage door een celwand buigt de celwand zich vaak om de passerende stof. Dit wordt de invaginatie genoemd, vergelijk het met hetgeen er gebeurd op het moment dat je, een blaaspijpje, in een zeepbel steekt. De natuuronderzoekers gaven aan dat dit belangrijk was voor pijpenstrootjes, brandnetels en bramen die het natuurlijke evenwicht verstoren in natuurgebieden. Bij het bepalen van Kritische Depositie Waarden, speelt de mest aanwezig in de bodem, aangemaakt door bodembacteriën gedurende het proces van natuurlijke nitrificatie een grote rol. Het kaartje waar veel ophef over kwam dat onze minister heeft getoond met gewenste verlagingen van de depositie van stikstof, was vanuit wetenschappelijk oogpunt, nietszeggend. Omdat bij de veronderstelde interactie tussen de mest die via depositie op het natuurgebied valt, al aanwezige mest in de bodem, die in natuurgebieden wordt gemaakt door bodembacteriën en overeenkomt met de mestgift in een weiland de natuurlijke nitrificatie gewoon weggelaten wordt. Als je voor de natuurlijke nitrificatie een percentage van 80% op zou nemen, ziet het resultaat er uit als in de aangepaste RIVM grafiek. In dat geval is de relatieve bijdrage van de stikstof depositie van de landbouw tot 1/10 gereduceerd. Dit laat zien dat het gebruik van Kritische Depositie Waarden veel meer problemen veroorzaakt, dan dat het oplost. Het is geheel terecht dat de agrariërs grote bezwaren hebben met dit soort wetenschap, waar uiteindelijk de gijzeling van de maatschappelijk sectoren op is gebaseerd. Om die reden is het belangrijk dat de bijvoorbeeld de meststoffenwet en het vaststellingsbesluit programma aanpak stikstof, zo snel mogelijk aangepast worden. In mijn berekeningen, die alle op formules en aanvullende standplaatsvergelijkingen zijn gebaseerd, neem ik in natuur en landbouwgebieden de depositie van stikstof op in de stikstofbalans. We kunnen de bijdrage van de stikstofdepositie opvangen door de grondwaterspiegel iets te verhogen en gebruik te maken van het feit dat de natuurlijke nitrificatie een opbrengst heeft die proportioneel is met het beluchte oppervlak, ik noem dit het gebruik maken van de  verminderde natuurlijke nitrificatie, het is echter onmogelijk om zomaar met behulp van Kritische Depositie Waarden een wiskundig correct bewijs op te stellen, je moet echt weten hoe het zit met de invloed van het grondwater en ook met de entree van het gewas. Daarom gebruik ik bij de synthese procedure voortdurend de invariante eigenschap, in combinatie met het beproefde Minas bemestingsschema, dat veilig stelt dat de overbemesting nominaal heel klein of zelfs iets negatief is, terwijl de specificatie van het winveld een minimale diepte ontwatering voorschrijft.

Het stikstof probleem

bij Rutte IV

De ambtenaren op de ministeries zijn enorm stellig: Er zijn geen makkelijke oplossingen meer. Die stellingname berust op een nietszeggend negatief bewijs dat vals is en beweringen die hiermee overeenkomen, worden gebruikt om de druk op te voeren om 25-31 miljard € versneld uit te geven. Dat is kenmerkend voor de stikstofcrisis is, die niets te maken heeft met wetenschap, want het probleem is relatief eenvoudig op te lossen. Dit is natuurlijk wel goed nieuws, voor iedereen die vanwege de hoge prijzen etc. Volgend jaar zonder vaste woon of verblijfplaats en zonder uitkering de straat zal moeten bevolken.

Hoe kan het probleem

wél opgelost worden?

In de bovenstaande figuur zien we in a) een zuivere puntwinning die het debiet Q uit het een areaal A wint, dat een effectieve winningsstraal R heeft. In b) zien de de gespreide variant daarvan, die een debiet wint groot Q=A/a q. Door de winning te spreiden is er in eerste aanleg geheel geen transport in het winveld A waar slechts het winbare deel van de neerslag N verdwijnt. Door toepassing van autonome herverdeling van grondwater vinden we de exacte oplossing van dit stromingsprobleem. Al in 1973 had ir. G.W. Bloemen, de winningsverlaging gemeten. Hij had een waarde van 0.18m gevonden, maar bij dat alles had het werk van Bloemen steeds betrekking op de winningsverlaging als een onderdeel van een zuivere puntwinning, en dat had prof. C. Van den Akker, veel later, ook gedaan, voor het geval Terwisscha. Maar in b) had ik een gespreide puntwinning geschetst, die ook zelfstandig gerealiseerd kan worden en dat was nieuw, want daarmee wordt het mogelijk om het debiet Q=A/a q te winnen met een verlaging van slechts 0.2m.

Deze ontdekking was in de hydrologie spectaculair, maar voor elektrotechnici heel gewoon. Het was nu opeens, vanwege de zeer kleine diepte ontwatering, wel mogelijk om het natuurdoel te realiseren, want zowel in landbouwgebieden alsook in natuurgebieden zal er bij gebruik van zo'n winveld, als de grondwaterspiegel in de nul-toestand horizontaal was, geen mest uitspoelen.

Als de grondwaterspiegel in de nul-toestand hellend was is een andere techniek toe te passen, die is gebaseerd op een regeneratief, gespreid infiltratieveld, in combinatie met een (nagenoeg) passieve lijn winning, gesitueerd aan de lage begrenzing van het winveld.