Het assimilatie predicaat

Het assimilatie predicaat wordt voldaan indien het grondwaterspiegel hmv(x,y,t) = h(x,y,t) - mv(x,y), ten opzichte van het maaiveld mv(x,y), zich uitsluitend beweegt in het interval van volledige assimilatie & gewasverdamping g.{l, h} van het gewas g beweegt, waardoor het assimilatie predicaat l < hmv <= h voor alle (x,y) en (t) voldaan wordt, als geschetst. In dat geval is de groei van het gewas g maximaal, en de schade, c.q het mestverlies, van de winning 0.

Werkwijze

De assimilatie curve van een gewas vat de eigenschappen van de bodem en een gewas samen met slechts 4 parameters {ll, l, h, hh}. Dat is mogelijk omdat de onverzadigde zone van de bodem, bemest grondwater bergt, dat door de wortels van het gewas door assimilatie wordt opgenomen voor de groei van het gewas. Om deze techniek operationeel te maken heeft het Staring Center van de landbouw hogeschool, het latere Alterra, de Staring Reeks van bodemprofielen samengesteld en gecombineerd met de mogelijkheden van een gewas met korte wortels (zoals gras of heide) om de mest verliezen naar de bodem te kunnen berekenen bij een gemiddelde meteorologie gedurende het teeltseizoen, dat nominaal 4 maanden duurt. De gewassen met korte wortels zijn goed bruikbaar om het belang van de laagst toelaatbare grondwaterstand g.l te illustreren in landbouw en natuurgebieden. Anderzijds kunnen gewassen met langere wortels, zoals pijpenstrootjes, bramen en brandnetels overleven, terwijl een gewas zoals gras of heide, kan verwelken. Dit fenomeen heet natuurlijke selectie. De assimilatie curve beschrijft de opname van meststoffen op de standplaats (x,y) van een gewas g.

De ecologen / natuurbeschermers Koos van Zoomeren en William Reppel spraken al in 1980 van de diepte ontwatering hmv(x,y,t) = h(x,y,t) - mv(x,y). Merk op dat de diepte ontwatering, het maaiveld mv als referentie hoogte heeft, terwijl de grondwaterspiegel h(x,y,t) het NAP als referentie hoogte heeft. De hoogten {ll, l, h, hh} beschrijven de knikken in de assimilatie curve. De hoogten l en h zal ik gebruiken om een winveld te ontwerpen, zodanig dat het assimilatie predicaat voor alle (x,y) en (t) in het winveld voldaan wordt.

Het gebruik van de symbolen letters heb ik gekozen om een te geven dat het gaat om ontwerpparameters waarmee de Gemiddeld Laagste Grondwaterstand GLG en de GHG beïnvloedt worden, die in de huidige situatie steeds bijgesteld moeten worden nadat een winveld in gebruik is genomen.

om de

Om te voorkomen dat de grondwaterspiegel op twee verschillende manieren wordt benoemd of gebruikt, gebruik ik de notatie h3(x,y) om met behulp van mv(x,y), h3 te kunnen beschrijven ten opzichte van NAP.

Prof. R.A. Feddes ^1,2beschrijft de assimilatie curve met drie opeenvolgende intervallen:

• Nat schade:                    {h1, h2}(x,y)
• Volledige assimilatie:   {h2, h3}(x,y)
• Verwelking:                     {h3, h4}(x,y).

Bij volledige assimilatie is er voor alle (t) in het teeltseizoen voldoende bemest water aanwezig om een maximale groei van het gewas g(x,y) te realiseren. Deze situatie is maatgevend voor de nul-toestand. Dat wil zeggen dat de grondwaterspiegel in het interval van verwelking komt door het winnen van een steeds groter vergund debiet Q(t).

We kunnen de groei-schade functie S(hmv) als volgt noteren voor een klasse g, die specifiek is voor dat gewas.

Klasse g: S(hmv) =

{  if (hmv) < g.ll { return (100%) },

    if g.l < (hmv)  { return  (0%) },

    return (100% * (hmv - g.ll) / (g.l - g.ll)) };

Merk op dat het argument van een functie zoals de hoogte ten opzichte van het maaiveld, hmv de onafhankelijke variabele is en dat de grondwaterspiegel h(x,y,t) - mv(x,y), het grondwaterstandsverloop met betrekking tot het maaiveld hmv(x,y)(t) beschrijft, voor een gegeven plaats (x,y).

Ing. J.J.M. Bouwmans, heeft dit principe uitgebreid tot alle punten (x,y) in een perceel en een winveld, voor alle (t) in het teeltseizoen, in samenwerking met prof. R.A. Feddes.

Daartoe was het noodzakelijk om te kunnen beschikken over een abstract model van de hydrologie van het winveld. Dit werd, nadat het winveld vergund was, en nadat de transporttrechter gevormd was, gewoon gemeten door de gemiddelde extremen, van het grondwaterstandsverloop op veel punten in het winveld A te bepalen met een grondboor, en een meetlint, en dit te combineren met de grondwaterstand in het voorjaar. Zo ontstonden de GxG waarden: de Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaars} Grondwaterstand: de {GHG, GLG, GVG}.

Het schade percentage S

De software die ing. J.J.M. Bouwmans, in opdracht van zijn chef, prof. R.A. Feddes, heeft ontwikkeld, voor de berekening van de schade die de drinkwatersector veroorzaakt, heeft als doel om een nauwkeurige berekening van het schadepercentage te leveren op basis van de verminderde groei van het gewas. In de praktijk is het lastig om de schade nauwkeurig vast te stellen met de gebruikte software, doordat er gewerkt wordt met grondwater trappen die weliswaar relatief eenvoudig te meten zijn met een grondboor, en gecodeerd worden als de  Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaars} Grondwaterstand, die eenmalig bepaald wordt nadat een winveld in gebruik is genomen. Zelfs de GLG kon met de grondboor bepaald worden doordat de bodemchemie anders is in de verzadigde zone in vergelijk met de onverzadigde zone, hetgeen zichtbaar is aan kleurnuances in de bodem. Bij deze werkwijze is er geen koppeling meer tussen de schadeberekening en de actuele hydrologie in elk jaar.

Er wordt rond 1965 gewerkt met een geschat grondwaterstandsverloop dat overal in Nederland dezelfde vorm zou moeten hebben waardoor het schaalbaar was als de GHG, GLG en de GVG  gegeven zijn samen met het bodemprofiel, dat bepalend is voor de waarden {h1, h2, h3, h4}(x,y) voor elk gewas g(x,y) dat op het maaiveld mv(x,y) staat. Omdat het voor het voorkomen van natuur, landbouwschade en klimaatschade van groot belang is dat de grondwaterspiegel zich uitsluitend beweegt in het interval van volledige assimilatie, moet het voor de hydrologie horizontaal en de hydrologie hellend, mogelijk gemaakt worden om grote debieten grondwater te winnen, zonder de gemiddelde schade percentages! van 34% die door de ecologen van de WUR en het PBL worden gemeten en de schade percentages van 95% in een bijzonder geval!.

De groep van prof. R.A. Feddes let goed op dat de verminderde gewasopbrengst wordt bepaald door de schade functie S (hmv, g). Deze waarde komt overeen met de, mest verliezen naar de bodem in procenten, maar de berekening wordt opgedeeld in intervallen van 10 dagen en uitgevoerd in het teeltseizoen. Op die manier maakt het niet uit of de schade in alle intervallen gelijk is of dat er helemaal geen groei van het gewas is in 34% van de tijd (t) in het teeltseizoen.

Doordat het niet uitmaakt hoe de schade precies ontstaat, geeft de stikstof en fosfor balans ook onvoldoende uitsluitsel over de stappen die we moeten nemen  om de mest verliezen naar de bodem naar 0 te brengen. Daarom in , waarbij het volledige overzicht over het op te lossen probleem verloren gaat.

Je kunt ook proberen om de vorm van de assimilatie curve te veranderen, door bodemverbeteraars toe te passen. Langs die weg heeft zich een samenwerking tussen de WUR ecologen en de drinkwatersector ontwikkeld. Het is echter belangrijk om te begrijpen wat er gebeurt bij schaalvergroting.



Als in vele jaren het gemiddelde schade percentage als gevolg van mest verliezen naar de bodem de waarde van 34% wordt bereikt, is er een probleem met de flink toegenomen compensatie vergoedingen die de sector moet vergoeden conform art. 7.18 waterwet, door de inmiddels geprivatiseerde drinkwatersector, daar alsnog anders over gedacht.

De drinkwatersector heeft haar vaste adviseur Alterra gepasseerd, en had zelf een alternatieve schade berekening bedacht en ook doorgevoerd, gebaseerd op de schade Sa die kon worden verklaard uit de achtergrondverlaging, die niets anders is dan de winningsverlaging, waardoor het schade percentage tot wel 80% kleiner kan worden. Volgens de nu Die als volgt werkt:

Sberekend = max (0, Swerkelijk - Sa)

zonder verandering is de essentiële verbetering die ik introduceer: schadevrije winvelden, niet mogelijk.

Gelet op het feit dat het vakgebied der hydrologie nog een protowetenschap is, waarbinnen de Laplace voorwaarden niet geldig zijn vanwege het schaaleffect, dat prof. J.J. de Vries kort noemde in de vergaderingen over de achtergrondverlaging, kan het ontwerp van winvelden die het mogelijk moeten maken om het natuur doel te realiseren, niet teruggrijpen op een geschat grondwaterstandsverloop.

Er wordt rond 1965 gewerkt met een geschat grondwaterstandsverloop dat overal in Nederland dezelfde vorm zou moeten hebben waardoor het schaalbaar was als de GHG, GLG en de GVG  gegeven zijn samen met het bodemprofiel, dat bepalend is voor de waarden {h1, h2, h3, h4}(x,y) voor elk gewas g(x,y) dat op het maaiveld staat. Omdat het voor het voorkomen van natuur en landbouwschade van groot belang is dat de grondwaterspiegel zich uitsluitend beweegt in het interval van volledige assimilatie, is het van groot belang dat de hydrologie horizontaal en de hydrologie hellend, het mogelijk maken om grote debieten grondwater te winnen, zonder de gemiddelde schade percentages van 34% die door de ecologen van de WUR en het PBL worden gemeten (fig. 2).

die Er zijn echter later diverse publicaties geweest die aangetoond hebben dat de Laplace voorwaarden niet geldig zijn, maar er was toen geen behoefte aan verandering, of betere inzichten.

Als in vele jaren het gemiddelde schade percentage als gevolg van mest verliezen naar de bodem de waarde van 34% wordt bereikt, is er een probleem met de flink toegenomen compensatie vergoedingen die de sector moet vergoeden conform art. 7.18 waterwet, door de inmiddels geprivatiseerde drinkwatersector, daar alsnog anders over gedacht.

De drinkwatersector heeft haar vaste adviseur Alterra gepasseerd, en had zelf een alternatieve schade berekening bedacht en ook doorgevoerd, gebaseerd op de schade Sa die kon worden verklaard uit de achtergrondverlaging, die niets anders is dan de winningsverlaging, waardoor het schade percentage tot wel 80% kleiner kan worden. Volgens de nu Die als volgt werkt:

Sberekend = max (0, Swerkelijk - Sa)

zonder verandering is de essentiële verbetering die ik introduceer: schadevrije winvelden, niet mogelijk.

Gelet op het feit dat het vakgebied der hydrologie nog een protowetenschap is, waarbinnen de Laplace voorwaarden niet geldig zijn vanwege het schaaleffect, dat prof. J.J. de Vries kort noemde in de vergaderingen over de achtergrondverlaging, kan het ontwerp van winvelden die het mogelijk moeten maken om het natuur doel te realiseren, niet teruggrijpen op een geschat grondwaterstandsverloop.

In Fig. 2 zien we het veronderstelde grondwaterstandsverloop h(x,y)(t), op een locatie (x,y) met de paarse curve een actueel verloop en een verdelingsfunctie rond de mediaan.

De schade in procenten S is 0% bij h3(x,y) en 100% bij h4(x,y), de schade neemt in het interval van verwelking lineair toe.

universiteiten, maar ook over het functioneren van de politiek, want een zeer kostbare fout is, vooral als de argumenten plausibel lijken, snel gemaakt.

Daarom mag een actie programma nooit het resultaat zijn van een gijzeling, en moet de politiek naar wegen zoeken die zeker stellen dat het geld goed uitgegeven zal worden.

Vele politici en/of natuurorganisaties zullen al wel eens benaderd zijn door de drinkwatersector om aandacht te besteden aan de staat van de natuur, en de bescherming van de bronnen van ons grondwater, dat is goed indien de causale verbanden goed gelegd zijn, maar de politiek moet ook alert zijn dat de causale verbanden goed gelegd zijn. Vaak wordt verondersteld dat de mest verliezen naar de bodem worden veroorzaakt door de agrarische sector en dat overbemesting de oorzaak zou zijn. Het is goed dat prof. M.P.F Bierkens als voorzitter van de NHV laat zien dat het onder hydrologen algemeen bekend is, c.q. zou moeten zijn, dat het verhogen van de winst door de grondwaterspiegel een klein beetje te verhogen als effect heeft dat, onder de huidige omstandigheden, het natuur doel niet meer realiseerbaar is.

Dit staat in schril contrast met de hoop van de ecologen, die denken dat er sprake is van overbemesting. In dat geval zou het kunnen lukken om de stikstofconcentratie in de bodem onder controle te brengen. Maar nu we weten dat er geen sprake is van overbemesting, weten we dat het ook niet helpt om de stikstofdepositie te halveren.

Merk op dat ik ook een oplossing heb gegeven waarbij ³kristalhelder grondwater de effecten van de depositie van stikstof wegspoelt, met de technieken die de natuurorganisaties al veel eerder als bijzonder effectief hebben beschreven in hun OB+N publicatie serie. Zij hebben toen ook beschreven dat het hoogste ven dat hoogveen wordt genoemd altijd in verhouding tot laagveen, van nature zuur is. Intussen is er een nieuwe versie van die publicaties gekomen, met mooie illustraties, die geheel toegeschreven is op het idee dat de depositie van stikstof ernstige schade veroorzaakt aan de natuur. Kenmerkend voor die nieuwe uitgave is dat je de effecten van een doorgaande trend, of het droogvallen van de beken, niet terug zult vinden. In plaats daarvan wordt uitgegaan van een landschap waarin het grondwater ontbreekt of geen rol speelt, en de natuur erg gevoelig is voor de depositie van stikstof. In dat geval wordt gezocht naar een verklaring van de natuurlijke selectie, die niet niet langer afhangt van de hoogte van de grondwaterspiegel, met als gevolg dat het het verschil in lengte van de wortels van heide, ten opzichte van de lengte van de wortels, van pijpenstrootjes, brandnetels en bramen niet meer wordt genoemd. Het zichtbare effect wordt 'gewoon' toegeschreven aan de depositie van stikstof. DFit gebeurt ook bij het omvallen van 200 jaar oude eiken, die omvallen als gevolg van een zure sulfaat bodem.

De verdeling van de neerslag

Bij het ontwerp van winvelden verdeel ik de neerslag naar {winbaar, assimilatie, kwel} in drie gelijke delen van zeg {100%, 100%, 100%}, maar bij een schade percentage s wordt de actuele verdeling {100+s, 100-s, 100}%. Hierdoor kan meer grondwater gewonnen worden, dan op basis van de winningsverlaging voorspeld wordt.

Bij de synthese methode, stellen we dat de grondwaterspiegel niet buiten het interval van volledige assimilatie mag komen, waardoor we afdwingen dat s=0. In dat geval blijft de verdeling in gelijke delen gehandhaafd.

Beregening

Bij beregening wordt grondwater, dat als gevolg van schade, door de sterkere pompput van de drinkwatersector wordt gewonnen, door een beregeningspomp opnieuw aangeboden. Dit heeft als effect dat agrariër een situatie kan creëren waarbij het interval van verwelking schijnbaar lager ligt, doordat de laag die zich door adhesie hecht aan de bodem, wat aandikt. Dit heeft als effect dat de schade naar 0 gebracht zou kunnen worden. Veel hangt hier van de details af, want als er te veel beregend wordt, spoelt de mest in de bodem uit. Ik ga hier niet veel dieper op in omdat we met de synthese methode in staat zijn om winvelden te maken waarbij beregening niet nodig is.