Het proces van de natuur

Mest is een essentiële voedingsstof van planten en gewassen, die zonder verliezen door assimilatie wordt opgenomen, mits er gelijktijdig ook water en lucht aanwezig is. Een deel van het bemeste water, wordt via het wortelgestel naar o.a. het blad van de plant geleid waar het met behulp van zonnestraling en het stofwisselingproces een bijdrage levert aan de groei van het gewas en ook aan de gewasverdamping. De lucht is nodig om rotting van het gewas door osmose onmogelijk te maken. Het water, dat zich via adhesie hecht aan de wand van het porievolume van de bodem, draagt via het wortelgestel bij aan de stofwisseling, die zorgt voor de groei van het gewas en ook voor de gewasverdamping.

Als een deel van de mest als gevolg van een verlaagde grondwater spiegel verloren gaat naar de bodem, dan noem ik dat het assimilatie verlies. In dat geval is nog slechts een onvolledige groei mogelijk doordat een deel van de mest definitief niet meer beschikbaar is voor de groei, en verloren is gegaan naar de bodem.

Compensatie vergoeding

Het percentage van het assimilatie verlies, toegepast op de marktprijs van het gewas, met bijkomende kosten, is gelijk aan de compensatie vergoeding conform art. 7.18 waterwet.

Het oorzakelijke verband

De hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv, is bepalend voor het ontstaan van het assimilatie verlies dat ontstaat doordat er te weinig water aanwezig is voor een volledige groei. Het osmose verlies ontstaat doordat er geen lucht meer aanwezig is, waardoor het water door osmose direct in de cellen van het gewas dringt, dat daardoor gaat rotten. De bijbehorende mest verliezen naar de bodem ontstaan door onvolledige groei in de intervallen  {...ll, l} {h, hh...} die specifiek zijn voor een bodem in combinatie met een gewas. De bijbehorende functie voorschriften beschrijven een oorzakelijk verband, dat de genoemde mest verliezen via een percentage relateert aan de hoogte van de grondwaterspiegel hmv.

De percentages van het assimilatie verlies en het osmose verlies worden door accumulatie over intervallen die samenvallen met het teeltseizoen samengesteld tot één waarde, die samen met het bemesting predicaat, een stikstof concentratie in de bodem vormt die naar 0 hoort te gaan en volgens de Kaderrichtlijn Water (KRW) 50mg/l moet zijn in de bodem en 100mg/l in open water.

Het assimilatie predicaat beschrijft het interval {l,h} waarin de grondwaterspiegel hmv, zich mag bewegen, opdat het mest verlies naar de bodem de zojuist genoemde waarde 0 benadert.

De aanwezigheid van kolonies nitrificerende en denitrificerende bodembacteriën spelen een belangrijke rol bij aanvullende details, die het mogelijk maken dat de waterleiding bedrijven kristalhelder grondwater kunnen winnen in natuurgebieden maar óók in landbouwgebieden, mits de water winvelden goed ontworpen zijn.

Het assimilatie verlies in b) is 95%

Met behulp van de bovenstaande standplaatsvergelijking kan iedere leek aan de gerealiseerde lengtegroei van 10% ten opzichte van a), zien dat de gewichtstoename van de mais in b), in de loop van het teeltseizoen achterblijft met 95% ten opzichte van de referentie a). Daaruit blijkt dat er als gevolg van verlaging van de grondwaterspiegel hmv, veroorzaakt door de winning van water een assimilatie verlies ontstaat van ~95%. Dat wil zeggen dat 95% van de mestbehoefte van het gewas, in het winveld achterblijft.

De transportverlaging van een bij een hydrologie horizontaal veelgebruikte puntwinning

In de afbeelding zien we een afbeelding van de stationaire  transportverlaging van een puntwinning voor een hydrologie horizontaal. Daar hoort ook nog de stationaire winningsverlaging groot ~0.2m bij. De som van beide verlagingen moet voldoen aan het assimilatie predicaat maar doet dat als regel niet. Dat komt doordat het niet-stationaire gedrag weinig overeenkomst heeft met het stationaire gedrag. Daardoor bestaat er een straal R34%, rond de pompput waarbinnen de gemiddelde schade van 34% optreedt. De straal R95% rond de pompput is nauwelijks groter, maar juist daardoor treft de ontstane schade de waterleiding bedrijven onverwacht héél hard. Dat kan véél beter. Dat is in het belang van de waterleidingbedrijven, maar het maakt ook de realisatie van het herstel van de natuur mogelijk.

Analyse en Synthese

Op dit moment kan de schade aan de gewassen, de gewasverdamping, etc. achteraf berekend worden, dit noemen we een analyse van het gegeven probleem, die nu met de simulator van het Nederlands Hydrologisch Instrumentarium (NHI) kan worden uitgevoerd voor (nagenoeg) elk bodemtype in ons land.

Bij het simuleren van wezenlijk instabiele systemen, zoals een watervoerende laag met één of meer relaxatie oscillaties, doet zich de vraag voor wat het effect is van de instabiliteit en hoe dat verweven is met de convergentie van de simulatie. Die vraag komt erop neer dat we door het dilettantisme in de hydrologie geen goede scheiding kunnen maken tussen de oorzaak en het gevolg.

Bij het gebruik van een synthese procedure, kunnen we vooraf zeker stellen dat het doel, bij een gegeven statistiek van de water vraag en het water aanbod, in de vorm van de neerslag N(t), altijd bereikt zal worden. 

Conclusie 1

Betreffende de oorzakelijke verbanden. Als bij iets 'onschuldigs' als de winning van water, het assimilatie predicaat niet voldaan wordt, heeft dat als consequentie dat de volgende keten van oorzakelijke verbanden ontstaat.

  1. De groei van de gewassen neemt af →
  2. De omzetting van koolzuurgas CO2 naar zuurstof O2 neemt af →
  3. Er ontstaat een kleinere gewas verdamping →
  4.   en ook minder verkoeling →
  5.   en ook minder bewolking →
  6.   en ook minder schaduw op het maaiveld →
  7. De meteorologie reageert met extremer weer →
  8. Er ontstaan natuurbranden en overstromingen.

Deze keten, beschrijft bij 2. een verminderde opname van CO2 als gevolg van de verminderde groei van de gewassen en eindigt met een onbedoelde uitstoot van CO2 door verbranding van de droge stof uit de gewassen.

Ik vat het effect van deze hele keten als volgt samen: Door de afname van de groei van gewassen als gevolg van de verlaging van de grondwaterspiegel ontstaat een hele lawine van oorzakelijke effecten, in landbouw en natuurgebieden, die zorgt voor een meekoppeling die samengaat met een instabiliteit en eindigt met natuurbranden die er uiteindelijk voor zorgen dat alle stralingsenergie die in brandbare en verdroogde gewassen is opgeslagen, vrijkomt. Daarbij ontstaat wereldwijd ook nog eens een enorme uitstoot van CO2.

Dit hele proces, dat ontstaat als gevolg van de winning van water, is instabiel, en moet beheerst worden om een grootschalige verandering van het weer, het klimaat en óók de toekomst van de drinkwaterwinning veilig te stellen in alle landen van de EU en de wereld. Er is in verband met de hoge kosten, die gelijk zijn aan de ontstane schade, weinig animo om de compensatie vergoeding, te bepalen en ook te betalen. Maar gelet op de schade die volgt uit de oorzakelijke verbanden, moet iedereen die water wint dat op een verantwoorde manier doen.

Alléén een water wintechniek met een AI systeem kan dit probleem oplossen. Dat lijkt ingewikkeld, maar in elke mobiele telefoon zit zo'n AI systeem voor de combinatie van een elektrisch veld een een magnetisch veld, omdat de mobiele telefonie niet om kan gaan met steeds andere echo's van het uitgezonden signaal die ook nog eens uit kunnen doven. 

Noodzakelijk en voldoende

Bij de winning van water gaat het om het beheersen van de grondwater spiegel van een systeem bestaande uit dunne watervoerende lagen, dat een potentiaalveld van een actief systeem begrenst met berging en weerstand. Het is in dit geval de kunst om met betrouwbare en effectieve middelen, het assimilatie predicaat te realiseren (de noodzakelijke voorwaarde [1]) voor alle plaatsen (x,y) in het winveld A en voor alle tijdstippen (t) (de voldoende voorwaarde).

  1. Wikipedia, Noodzakelijke en voldoende voorwaarde
  2. Wikipedia, Dan en slechts dan als

Realisatie

De hiervoor nodige hulpmiddelen kunnen het best ontwikkeld worden met behulp van een industrieel project, dat via een wereldwijd intellectueel eigendom, in handen van de EU, een vliegende start kan maken. Daarmee kunnen we een deel van het klimaat onderzoek afsluiten, en zo snel mogelijk werken aan de implementatie van de doelen.

De biotoop van het leven

De bekende [1] natuur onderzoekers Koos van Zomeren en William Reppel schreven al in 1980 over de problemen met de biotoop van weidevogels: De regenwormen worden onbereikbaar. Het grootste euvel is ongetwijfeld de diepte ontwatering. Deze auteurs benoemen óók de doorgaande trend die ontstaat als gevolg van de winning van water bij een hydrologie hellend, die veel overeenkomsten heeft met de globale potentiaal in het winveld, niet expliciet, maar wel de gevolgen ervan. Die overeenkomst is niet perfect, vanwege neerslag N (t), die energie in het potentiaalveld brengt. Het was al wel bekend dat de grondwaterspiegel op grote schaal lagere waarden had gekregen en dat dit vergaande effecten heeft, op de biotoop van het leven, dat wil volgens [2] zeggen: Al wat leeft en groeit en bloeit en ons altijd weer boeit.

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

Kristalhelder grondwater

De waterleiding bedrijven konden altijd al kristalhelder grondwater oppompen met diep geboorde putten. Daarbij spelen denitrificerende bodembacteriën, die relatief hoog in de watervoerende laag in grote aantallen voorkomen, de hoofdrol.

De kringloop van het leven

De planten en de dieren zorgen samen via hun stofwisseling voor de instandhouding van de kringloop van het leven. De planten zetten met behulp van meststoffen en zonlicht, koolzuurgas CO2 om in zuurstof O2. De dieren zetten zuurstof O2 om in koolzuurgas CO2. Samen zorgen de planten en de dieren, voor een evenwicht in de kringloop van het leven, mits het volume/jaar van beide omzettingen mondiaal even groot is.

Waterwinning is moeilijk

Als gevolg van het dilettantisme [1] in de hydrologie is een goedkope algemeen inzetbare winning van veel water voor stedelijke agglomeraties, zoals die nu gebouwd worden, bij de huidige stand der technische kennis, wereldwijd een moeilijk te doorgronden opgave, in de EU, Canada, Australië, Afrika, Azië, waaronder o.a. China, Pakistan en India en Zuid en Noord Amerika waaronder ook de USA.

  1. Klemeš, V., 1986. Dilettantism in hydrology. Water Resources Research, vol. 22, nr. 9, p. 177-188

Het Rode Kruis vraagt de aandacht in een rondschrijven en stelt:

 1 op de 10 mensen wereldwijd heeft te weinig eten. Het land van Kubuto Seelae (60) was zelden zo droog. "Mijn mais zou nu kniehoog moeten staan".

Dit probleem, verwoordt in Conclusie 1, is recent in de belangstelling komen te staan van de Vewin. Het is de hoofd veroorzaker van een ongekend grote drang naar migratie vanuit ontwikkelingslanden.

Draagkracht

Het maximale aantal burgers dat een land en dus ook de wereld, kan voorzien van water en voedsel zonder grote schade toe te brengen aan de natuur, het weer en het klimaat is beperkt, maar de gevolgen zijn, met name groot in gebieden met een hydrologie hellend. Om die reden moeten water winvelden zuinig omgaan met het winbare deel van de neerslag. We kunnen een grote stap voorwaarts maken, door de waterleiding bedrijven te steunen, opdat zij winvelden zullen gaan gebruiken die optimaal ontworpen zijn om dit probleem op te lossen.

Dat winvelden zich gedragen als een halfgeleider, zonder dat de hydrologen dat weten, is kenmerkend voor het dilettantistische kennisniveau in de hydrologie in zeg, de laatste 200 jaar.

Als  het nodig is om drinkwater te koken voordat het mag worden gedronken, zitten we vanwege het dilettantisme, al in de gevarenzone. Daardoor is de toekomst van de drinkwaterwinning nu al, gegeven de huidige samenstelling van de Vewin, zéér onzeker. 

De driehoek golf gemeten bij het winveld Manderveen, ontstaat door een relaxatie oscillatie

Omdat dunne watervoerende lagen, gevoed door neerslag N, een actief systeem vormen kunnen er in grootschalige water winvelden, relaxatie oscillaties ontstaan, met een blokgolf in het grondwaterstandsverloop hmv(x,y)(t), vlak bij de pompputten en een driehoek golf op afstand, als in de grafiek, gemeten bij het winveld Manderveen. De schade die daardoor ontstaat verrast hydrologen en waterleidingbedrijven steeds weer. De waterbalans aan het maaiveld kan gebruikt worden om het jaargemiddelde van de neerslag die valt op het intrekgebied van het winveld met areaal A, in gelijke delen toe te kennen aan een specifieke functie, zoals (winning, assimilatie, kwel). Bij het winveld met relaxatie oscillatie is er sprake van een hydrologie hellend, waarbij het grondwater niveau stroomopwaarts hoger ligt, dan de slootbodem, die het kwel niveau vastlegt. Daardoor ontstaan er twee min of meer stabiele toestanden, waarbij 1/3 tot 2/3 van de jaarlijkse neerslag verloren gaat, doordat de pompput het kwel mechanisme bedient. Met als gevolg dat er niets terechtkomt van het stabiliseren van de hoogte van de grondwaterspiegel op een vast niveau aan het begin van het volgende teeltseizoen.

De hydrologen die het ontwerpproces hebben begeleid, waren vanwege het dilettantisme, niet in staat om rekening te houden met deze effecten bij aanvraag en de  verlening van de vergunning. Dit staat, zoals uit het blad Follow the Money blijkt, opnieuw te gebeuren, als de westrand van de Veluwe rond Ede etc. wordt gebruikt voor drinkwaterwinning. Wat dat betreft is de samenwerking tussen de ecologen van de Wageningen Universiteit en de waterleidingbedrijven mede via de RVO zéér gevaarlijk voor de toekomst van de drinkwatervoorziening, en het beloofde herstel van de natuur .

Stroothuizen

Het oostelijke gedeelte van Twente wordt doorsneden door de Dinkel. Dit riviertje drukt zulk een bijzonder stempel op het landschap, dat de naam "Het land van de Dinkel" [1] ten volle gerechtvaardigd is.

Zo begint Willem H. Dingeldein z'n prachtige boek dat de natuur, het landshap en de historie van Twente beschrijft, met bijzondere aandacht voor de Dinkel en de tijd van de Marken.

De derde en laatste druk van zijn veelgelezen boek bevat de aanzet tot een plan om het natuurgebied Stroothuizen, een natte Twentse Heide, in de omgeving van Denekamp (nu Dinkelland), te herstellen. Marjon de Boo [2] heeft de werkzaamheden uit ~1960 in 1996 in detail beschreven in een mooi boek,  uitgegeven door: VEWIN, WMO, en Groep Midden Betuwe, in samenwerking met Kiwa NV.

Het idee van één van de begeleiders van dit project, was dat de winning van water aan de Rodenmorsweg en het behoud van de natuur, heel goed samengaan. De hydrologie van het winveld is in dit deel van Twente, licht hellend, zoals dat ook op heel veel plaatsen in andere provincies het geval is (o.a. Brabant, Limburg, De Hondsrug, Stuwzandformaties in de Veluwe, Overijssel en Gelderland etc.). Daardoor is er sprake van een doorgaande trend en zullen er ook relaxatie oscillaties ontstaan, op plaatsen dicht onder het maaiveld. Maar door te luisteren naar het Landschap, of een dansje voor de natuur uit te voeren, zal het dilettantisme niet verdwijnen, waardoor alle winvelden die recent voor 25.000.000.000 € 'hersteld' werden, 'opnieuw hersteld' moeten worden om de doelen te halen. nadat het winveld Rodenmors vergund werd, was het KRW doel in Stroothuizen, definitief onhaalbaar.

Omdat het om een kolossaal bedrag gaat, dacht ik meteen aan het aforisme van de D66 coryfee Alexander Rinnooy Kan:

Wie denkt dat kennis duur is,

weet niet wat domheid kost.

Het winveld Rodenmors is gelegen op 24m, terwijl het natuurgebied Stroothuizen 3m hoger ligt

In de afbeelding zien we cirkels die bepalend zijn voor de schaal van het winveld. Daarover volgt elders meer.

  1. W.H. Dingeldein, Het land van de Dinkel, De schoonheid van Noordoost-Twente, A. Roelofs van Goor, Vanwege de zeer grote vraag is dit boek Uitgegeven in 3 drukken.
  2. M. de Boo, Luisteren naar het Landschap, Het herstel van een natte Twentse Heide. Uitgegeven door: VEWIN, WMO, en Groep Midden Betuwe, in samenwerking met Kiwa NV.

Op geleide van de pH

Oók het bemesting predicaat beschrijft een oorzakelijk verband als functie van de actuele mestgift bij een gegeven mestbehoefte. Daarbij moeten we rekening houden dat de mestgift altijd op geleide van de pH tot stand komt zolang er geen sprake is van overbemesting. Dit impliceert dat stalmest en mest afkomstig van weidegang, een vervanging is van mest afkomstig van natuurlijke nitrificatie. De implicatie hiervan is dat het niet moeilijk is om te bemesten zodanig dat de mest verliezen naar de bodem naar nul gaan. Een onzekere factor daarbij is het aantal bodembacteriën per m3, van elke soort, die autonoom de bodemchemie, en meer in het bijzonder de stikstofconcentratie beïnvloeden.

Water winning en natuur behoud

Het tellen van het aantal dieren door de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) dat gehouden wordt op de westrand van de Veluwe, als gepubliceerd door Follow the Money, heeft géén nut als de onderzoekers niet weten dat de mestbehoefte van een bos gelijk is aan de mestbehoefte van een weiland.

De mest behoefte van een weiland is gelijk aan de mestbehoefte van een bos

Nederland stevent niet af op een stikstofcrisis, maar op een crisis in het onderwijs en het wetenschappelijke onderzoek, die mogelijk gemaakt wordt door journalisten die ruimte krijgen aangeboden [1] om nieuwe theorieën te verkondigen, leermeesters die het als hun taak zien om geld binnen te halen op basis van nieuwe verdienmodellen, gericht op landgoederen met pachters, in het bezit van superrijken, personen en instituties zoals natuurorganisaties gelieerd aan de adelstand, maar ook benaderbaar zijn en jagen voor hun plezier. De motivatie voor het op slot zetten van onze economie komt voort uit de hypothese dat de agrariërs het bemesting predicaat niet zouden voldoen. Bij de standplaats vergelijking kon iedere leek zien er assimilatie verliezen ontstaan met waarden tot 95% van de mestbehoefte van het gewas. Deze uitzonderlijk grote verliezen impliceren dat de grondwater spiegel hmv, als gevolg van water winning, ten opzichte van het maaiveld véél te lage waarden aanneemt om het assimilatie predicaat te kunnen voldoen. Omdat de grondwaterspiegel te lage waarden aanneemt, moest het natuurgebied Stroothuizen opnieuw hersteld worden.

Niemand lijkt nog te weten dat nitrificerende bodembacteriën (het bodemleven) de benodigde mestgift maakt uit bodemlucht in natuurgebieden en ook in landbouwgebieden, in beide gevallen kan mest van beweiding of stalmest worden ingebracht, totdat de mest behoefte van het gewas wordt voldaan, pas daarboven treedt overbemesting op.

In dat laatste geval is mest vergisting geschikte techniek om de energie die in de mest zit te gebruiken om gas of elektriciteit op te wekken.

Conclusie 2

Betreffende het samengaan van waterwinning en natuur.

Met de introductie van hoogwaardige winvelden zal ik methoden aanreiken die voor een willekeurige hydrologie, alle schadelijke effecten, zoals assimilatie verliezen die ontstaan door de verlaging van de grondwaterspiegel hmv, autonoom elimineren, óók het effect van de doorgaande trend.

Realisatie van een winveld dat het assimilatie predicaat voldoet, compenseert de CO2 uitstoot van de grootste CO2 uitstoter van Nederland, TATA steel, met iets meer dan 50% bij een gemiddelde van het assimilatie verlies van 34%, en voor iets meer dan 150% bij een assimilatie verlies van 95%. Maar let goed op, die compensatie kan in alle landen van de EU gerealiseerd worden, en laten we eerlijk zijn zo'n vinding moet óók wereldwijd toegepast worden.

Om onduidelijke reden mist de Wageningen Universiteit, het voordeel [1] dat landbouw een positieve bijdrage levert aan de kringloop van het leven, het weer en het klimaat. Daar komt bij dat de Verenging Natuurmonumenten argumenten [2] tegen mestvergisting inbrengt, naar het zich laat aanzien om de kans op de overdracht van grond, onroerend goed, en extreem aantrekkelijke leningen niet mis te lopen. Dat het mogelijk is om winvelden te maken die het assimilatie predicaat realiseren, was wereldwijd niet bekend, daarom was het begrijpelijk dat waterwinning niet samen lijkt te gaan met landbouw, en evenmin met natuurgebieden. Als we uitgaan van de fictie van een stikstofcrisis, waarvan ik bewijs dat die alleen maar in de wetgeving bestaat, maar niet in het echt, dan is het helemaal duidelijk dat we niet kunnen verwachten dat de natuur hersteld zal worden. Dat het assimilatie predicaat wél voldaan kan worden met hoogkwalitatieve winvelden was daarom een belangrijke vinding, met belangrijke implicaties wereldwijd, voor de toeristische sector rond de Middellandse zee, voor Hollywood, voor de eilanden van Hawaii, voor de bosbranden in Canada, en het herstel van de Natuur, waar Nederland intussen 25.000.000.000 € aan heeft uitgegeven, zonder enig resultaat.

  1. Follow the Money, Dossier toekomst van de landbouw
  2. NOS, Nieuwsuur, Is mestvergisting dé oplossing of 'boerenbedrog'?