Gijzeling

Ooit heeft onze regering besloten dat het Universitaire onderwijs zo duur is dat het wenselijk is om de universiteiten toegang te geven tot financiering via de 2^e en de 3^e geldstroom.

Het verslechteringsverbod

Werd gebruikt om de rechterlijke macht, het Ministerie van Algemene zaken, Het ministerie van LNV en het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, de Bouw, de maatschappelijke sectoren, en ook nog het kabinet Rutte III en IV, te gijzelen.

Het gebod om de doelen te realiseren

Het logische complement van het verslechteringsverbod  is het gebod om de doelen te realiseren.

In de logica zijn veelgebruikte operatoren: {¬, &, |} die we uitspreken als {niet, en, of}.

Neem bijvoorbeeld de logische expressie:

A & B             er geldt:

als A=waar is en B=waar dan is het resultaat waar.

Wat in het voorgaande is uitgeschreven, is echter nog maar 'de helft' van de waarheid. We krijgen een dan en slechts dan beschrijving, door óók de complementaire logische expressie te voldoen:

¬(¬A I ¬B)    dit geld als:

¬A=waar is of ¬B=waar is, dan is het resultaat ¬ waar.

Er geldt daarom ook A & B ≡ ¬(¬A | ¬B). Stel dat A en B een verbetering beschrijven dan zijn ¬A en ¬B een verslechtering van A respectievelijk B, terwijl het geheel een verbod is op een verslechtering van A of B, hetgeen logisch hetzelfde is als iets goeds doen voor A & B.

Merk op dat deze afleidingen geldig zijn voor een willekeurig aantal operanden, A, B, C, ....

Dat is overigens nog wel wat anders dan de generieke stelling dat de natuur niet mag verslechteren. De duale variant zou zijn dat we eisen dat er iets goeds gedaan moet worden voor alles. In dat geval weet je niet waar je moet beginnen om de natuur te herstellen.

Het existentiële probleem

Het is niet altijd zo dat wat goed is voor het steenuiltje ook goed is voor de bosuil, wellicht sluiten die twee elkaar wel uit. Dat geldt natuurlijk ook aan de ene kant voor de Baron, de Graaf en de multimiljonair en de adelstand waar de kranten en de omroep MAX aandacht aan besteden en, aan de andere kant voor het jonge stel van 30 jaar dat geen woning kan betalen. Dat is een schrijnend  probleem omdat er sinds kort met behulp van rente aftrek en speciale regelingen die niet openstaan voor de gemiddelde Nederlander, zonder enig risico, vele miljoenen geïnvesteerd kunnen worden in veelal riante huisvestingen in natuurgebieden.

De natuur moet teruggebracht worden naar de balans tussen de soorten in de flora en de fauna die samen één samenleving vormden, en die zelfstandig en zonder ingreep van de mens, door evolutie gevormd werd, als ¹beschreven door Charles Darwin (1809-1882). Een van de implicaties is, dat we bij het herstel van de natuur niet uit mogen gaan van één soort op de rode lijst, zoals de blauwborst, of de knut die indirect blauwtong veroorzaakt.

Bij grootschalige verlagingen van de grondwaterspiegel als gevolg van waterwinning, ontstaat een assimilatie verlies. Doordat de groei van gewassen gedeeltelijk uitvalt, zal een deel van de mestgift verloren gaan naar de bodem terwijl op een even grote schaal en dezelfde plaats (x,y) en tijd (t), de omzetting van CO2 naar O2 aangetast. Dit gaat veel verder dan het effect op een enkele plant of een enkel dier.

Daarom moet de natuur ook op een even grote schaal hersteld worden, daarbij is het herstel van de hoogte van de grondwater spiegel, bekend uit de nul-toestand, toen de winning van grondwater begon, maatgevend voor de mate waarin het natuurdoel en de klimaatdoelstelling gerealiseerd kunnen worden. De werkwijze recent ontwikkeld door hydrologen voor het bepalen van de droogteschade op basis van de situatie in de nul-toestand met alle pompen uit en aan bij winning is daarbij een zeer nuttig instrument om te zien of mest verliezen naar de bodem zullen ontstaan. De problemen met grootschalige winvelden laten zich uitsluitend oplossen met schadevrije winvelden die het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen op kunnen lossen.

---

1. Charles Darwin (1809,1882), Wikipedia.

De natuur moet teruggebracht worden naar de balans tussen de soorten in de flora en de fauna die samen één samenleving vormden, en die zelfstandig en zonder ingreep van de mens, door evolutie gevormd werd, als ¹beschreven door Charles Darwin (1809-1882). Een van de implicaties is, dat we bij het herstel van de natuur niet uit mogen gaan van één soort op de rode lijst, zoals de blauwborst, of de knut die indirect blauwtong veroorzaakt.

Bij grootschalige verlagingen van de grondwaterspiegel als gevolg van waterwinning, ontstaat een assimilatie verlies. Doordat de groei van gewassen gedeeltelijk uitvalt, zal een deel van de mestgift verloren gaan naar de bodem terwijl op een even grote schaal en dezelfde plaats (x,y) en tijd (t), de omzetting van CO2 naar O2 aangetast. Dit gaat veel verder dan het effect op een enkele plant of een enkel dier.

Daarom moet de natuur ook op een even grote schaal hersteld worden, daarbij is het herstel van de hoogte van de grondwater spiegel, bekend uit de nul-toestand, toen de winning van grondwater begon, maatgevend voor de mate waarin het natuurdoel en de klimaatdoelstelling gerealiseerd kunnen worden. De werkwijze recent ontwikkeld door hydrologen voor het bepalen van de droogteschade op basis van de situatie in de nul-toestand met alle pompen uit en aan bij winning is daarbij een zeer nuttig instrument om te zien of mest verliezen naar de bodem zullen ontstaan. De problemen met grootschalige winvelden laten zich uitsluitend oplossen met schadevrije winvelden die het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen op kunnen lossen.

---

1. Charles Darwin (1809,1882), Wikipedia.

Dinkelland

De gemeente Denekamp, nu Dinkelland, heeft een zeer vooraanstaande rol gespeeld in het betrekken van de bevolking bij de natuurontwikkeling. Daarbij heeft de ^1,2,3vermaarde mr. J.B. Bernink (1878-1954) die een groep van 10 industriëlen enthousiasmeerde een belangrijke rol gespeeld door de oprichting van het eerste natuur museum Natura Docet en hij heeft ook door zijn publicaties in belangrijke mate bijgedragen aan de natuurbeleving, de natuurbescherming en de natuureducatie. De Dinkel was een ongekende trekpleister in Noordoost Twente, die bij de Duitse plaats Gronau Nederland binnen komt, en bij de Duitse plaatsen Lage en Neuenhaus Nederland weer verlaat om zich ten noordwesten van Neuenhaus te voegen bij de (Overijsselse) Vecht. W.H. Dingeldein (1894-1953) was 16 jaar jonger dan Bernink en al even betrokken, net als zeer veel anderen. Bernink en Dingeldein waren samen goed voor 75 jaar natuurkennis van het hoogste niveau. Daarbij ging Dingeldein in zijn ³boek onder andere op zoek naar de oorsprong van de Dinkel en hij kwam daarbij delen van een watermolen tegen uit 1151 en met behulp van de administratie van het Kasteel Bentheim, kon hij achterhalen dat de watermolens in 1531 6600 mud meel hebben gemaald. Hij benoemde tevens moeiteloos alle aardlagen net over de grens, die door de aanwezigheid van Bentheimer zandsteen heel divers waren.

Hij merkte ook op dat de Dinkel veel schoner was tijdens de 2^e wereldoorlog, toen de textielfabriek in Gronau, die heel veel water oppompte, op halve kracht draaide.

Er was wel een vermoeden dat de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv, een rol speelt met betrekking tot de waterkwaliteit, maar dat het afschalen van het debiet naar de helft, zo'n groot effect had kon men zich indertijd nog niet goed voorstellen. Dingeldein had niet alleen heel veel gezag, maar was ook gedreven om de waterkwaliteit, zowel van de Dinkel, maar ook in het algemeen, te verbeteren, zoals uit de laatste paragrafen van de 3^e en laatste druk van zijn alom geliefde boek blijkt. 

Zijn voorbereidende werk heeft het mogelijk gemaakt dat de groep de Betuwe, het natuurterrein Stroothuizen rond het jaar 1968 kon ontwikkelen. Mw. M. de Boo heeft als freelance tekstschrijver over dit onderwerp een mooi ⁵boek geschreven, en de Waterleiding Maatschappij Overijssel, die in samenhang de drinkwaterwinning Rodenmors heeft ontwikkeld, heeft dit project met 12 miljoen gulden ondersteund. Dat was in die tijd al erg veel geld.

Wat niemand kon vermoeden geschiedde:

Het winveld Rodenmors werd stroomafwaarts gerekend vanuit de natuurgebiedjes Stroothuizen, Punthuizen en Vrijdijk gesitueerd, pal tegenover de rioolwaterzuivering van Denekamp, als oeverwinning aan het omleidingskanaal van de Dinkel, dat in de bedding van de Sombeek werd aangelegd om de vele overstromingen tegen te gaan en het water vast te kunnen houden.

In 2024 staat er een groot bord bij het natuurterrein Stroothuizen, met de mededeling dat dit natuurgebied opnieuw zal worden ontwikkeld. Hoezo opnieuw, was het dan 56 jaar eerder niet goed genoeg ontwikkeld? Wat wordt er gedaan om te voorkomen dat het in de toekomst opnieuw zonder duidelijke reden, ontwikkeld zal worden?

Niemand had nagedacht over het existentiële probleem: Wat moet er gedaan worden om het natuurdoel te realiseren? Wie die vraag niet stelt, kan  het probleem niet oplossen.

---

1. Wie is Wie in Overijssel, J.B Bernink.
2. Canon van Nederland, Meester Bernink.
3. Wikipedia, Johannus Bernardus Bernink.
4. W.H, Dingeldein, Het Land van de Dinkel, De schoonheid van Noordoost-Twente, A. Roelofs van Goor, Meppel, 1^e druk 1948, 2^e 1950, 3^e 1959.
5. M. de Boo, Het Herstel van een natte Twentse Heide: Luisteren naar het Landschap. Een uitgave van VEWIN, WMO en groep Midden Betuwe, in samenwerking met Staatsbosbeheer en KIWA NV.

Drama: Als veroorzaker aangewezen

Ik laat zien dat het slecht gesteld is met de modelvorming die nodig is om het natuurdoel te realiseren. Zelfs de vraag wat je moet doen om een stikstofconcentratie van 50mg/l te realiseren loopt uit op een drama. De WUR en het PBL en ook het RIVM vergissen zich. Ze kijken allen niet naar het effect van de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv(x,y,t) op het assimilatie verlies en ook niet naar het daarbij horende mest verlies naar de boden. Daardoor komen alle verliezen van mest, die ontstaan door de verlaging van hmv naar de bodem voor rekening van de agrariërs, die niet over middelen beschikken om hmv te verhogen. Dit heeft als prettig gevolg dat de indruk ontstaat dat de drinkwatersector geen compensatie vergoedingen conform art. 7.18 waterwet, meer verschuldigd zou zijn. Daar komt bij dat de norm van 50mg/l in de omgevingswet staat, dus is het duidelijk dat de agrariërs de wet moeten naleven. Dat blijkt echter een drogreden, iedereen moet de wet naleven, ook de overheid, de drinkwatersector, of bijvoorbeeld de papierindustrie. Stel dat de mest verliezen naar de bodem, die op dit moment gemiddeld 34% bedragen, uitsluitend ontstaan door het assimilatie verlies, dan mag het duidelijk zijn dat de stikstofbalans van de WUR en het PBL, net als het advies van het RIVM betreffende het verband tussen de gemeten stikstof concentraties en de veronderstelde oorzaak daarvan, die beiden geen aandacht besteden aan de verlaging van hmv geen oplossing kan bieden om de norm van 50mg/l te realiseren.

Daarom is er ook geen enkele reden om te stellen dat Nederland een stikstofprobleem zou hebben. Er is sprake van een zeer ernstig assimilatie verlies, in landbouw en natuur gebieden, waar bodembacteriën evenveel mest maken door het proces van natuurlijke nitrificatie, als agrariërs op, of in, de bodem mogen brengen.

In het hoofdstuk schadevrij in vogelvlucht introduceer ik de schadevrije winvelden als enige mogelijkheid om het probleem van onbetaalbare compensatie vergoedingen op te lossen en om gelijktijdig een stikstof concentratie van 50mg/l in de bodem te kunnen realiseren, noodzakelijk voor de realisatie van het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen. Het bestaan van die oplossing bewijst dat de agrariërs geen enkele blaam treft, maar ook dat we met z'n allen 25-30 miljard lichter zijn, zonder dat iemand kan begrijpen wat het nut daarvan is geweest, of waar het geld is gebleven

Er moet daarom een oplossing komen voor het existentiële probleem. We moeten weten wanneer het natuurdoel voldaan wordt. Als er geen andere doelen meer zijn spreken we dat de opgave gerealiseerd is. Daarbij hebben we een goed werkend monitoring programma nodig, dat aansluit op het existentiële probleem. Net als een goed overzicht over de onderlinge verbanden.

Door hydrologische ontwerptechnieken te gebruiken, gestuurd door de knelpunten in het monitoring programma in spe, is het mogelijk om alle problemen van de bodemchemie, het natuurdoel en de klimaatdoelstelling op te lossen.

Schadevrij in vogelvlucht

Via de introductie van ontwerpregels merk je al snel dat we niet altijd moeten proberen om zaken ingewikkeld voor te stellen, als het ook eenvoudig kan. Op dat vlak heeft prof. R.A. Feddes, baanbrekend werk verzet door assimilatie curve van een gewas g. te beschrijven met slechts 4 parameters g.{ll, l, h, hh}. 

Gewasverdamping

Een gewas, zoals gras, kan maximaal groeien als het goed voorzien is van water en nutriënten. In de hydrologie wordt de referentie gewasverdamping gebruikt als basis om te kunnen berekenen hoeveel water verdampt uit oppervlaktes grond met diverse soorten gewassen.

De 100% groei, die hier beschreven wordt, garandeert dat de kringloop van het leven waarin CO2 wordt omgezet in O2, optimaal functioneert.

Het KNMI berekent sinds 1 april 1987 de gewasverdamping voor het gidsgewas gras, met de formule van Makkink.

De gewasverdamping beïnvloedt de temperatuur op de locatie (x,y), beïnvloedt het pad van wolken en zorgt voor het transport van energie in de atmosfeer en is daarom niet alleen van belang voor de actuele weersverwachting, maar ook voor de veranderingen in het klimaat.

Het bemesting verlies

Als de mestgift aan  het begin van het teeltseizoen > 100% is van het betreffende gewas g. is, ontstaat er een bemesting verlies.

De nat schade

Als de grondwaterspiegel hmv(x,y,t) voor alle (x,y) en (t) voldoet aan: h < hmv ontstaat er door osmose door de celwand van de gewassen een nat schade met een waarde die berekend kan worden door lineaire interpolatie op de lijn {h, hh}. Voor grondwaterstanden hmv > -0.4m is het vanwege de beperkte draagkracht van de grond, onmogelijk om mest uit te rijden.

Het assimilatie verlies

Als de grondwaterspiegel hmv(x,y,t) voor alle (x,y) en (t) voldoet aan: hmv < g.l ontstaat er een assimilatie verlies met een waarde die berekend kan worden door lineaire interpolatie op de lijn g.{ll, l}. Omdat dit verlies tijdens het groeiseizoen ontstaat wordt het teeltseizoen opgedeeld in 12 intervallen van 10 dagen en worden alle deelverliezen opgeteld.

Bij het lezen van de litteratuur was het me opgevallen dat ir. G.W. Bloemen, en ir. W.C. Visser die beiden werkzaam waren bij het Staring Center van de Landbouw Hogeschool Wageningen, het latere Alterra, al vanaf 1970-1973 serieuze plannen hadden om winvelden te ontwerpen, met een minimale impact op de landbouw en de natuur. Wie echter tussen de regels doorleest ziet dat zij, om het netjes te zeggen, weinig steun kregen vanuit de drinkwatersector, die blij was met de status quo en de vele regels en de veronderstelde uitzondering dat de drinkwatersector als wetgever zich niet zelf aan de wet zou hoeven te houden.

Ontbinden in factoren

Het doel dat we ons stellen kunnen we realiseren door de problemen van de bodemchemie onafhankelijk van het hydrologische probleem op te lossen. Een wiskundige zou zeggen dat we het probleem ontbinden in twee factoren, die elk een deelprobleem beschrijven.

Een belangrijke factor in het vakgebied der hydrologie was prof. J. Van Dam, voor wiens afscheid de Nederlandse hydrologen in 1993 een interessant Symposium georganiseerd hadden met als titel: "Veranderingen in het hydrologisch klimaat".

Ir. W. Cramer, ¹citeert zijn leermeester als volgt:

  Degenen onder u die zich de moeite getroosten om zich serieus in dit vak te verdiepen kan ik verzekeren dat hun moeite ruimschoots beloond zal worden door de voldoening van de praktijk of het onderzoek waarin zij zich zullen begeven.

Maar geen van de leermeesters, had de zeer snelle ontwikkelingen in de elektrotechniek gevolgd, iedereen dacht bij het vakgebied der hydrologie aan pompproeven en grondwaterformules. Het valt bovendien op dat het indrukwekkende werk van prof. R.A. Feddes en zijn onderzoeksgroep, die via assimilatie verliezen, de compensatie vergoedingen volgens art. 7.13 waterwet, berekent door géén van de sprekers werd herkend als cruciaal om de problematiek van de fysische en chemische processen die karakteristiek zijn voor de wortelzone, op te kunnen lossen. Opvallend, zeer interessant, vond ik de bijdrage van prof. C.J.E. Schuurmans, die in de inleiding al schrijft:

Klimaat en hydrologie onderhouden een innige relatie met elkaar: het klimaat bepaalt in belangrijke mate het gedrag van een gegeven hydrologisch systeem, terwijl omgekeerd de hydrologische cyclus een doorslaggevende rol speelt in het gedrag van het klimaatsysteem. In het klimaatsysteem draait alles om energie, maar het is vooral het water dat bepaalt hoe er met die energie wordt omgesprongen...

Zodra betere procesbeschrijvingen beschikbaar zijn en in GCM's getest kan ook de vraag worden beantwoord in hoeverre bepaalde hydrologische processen in staat zijn om klimaatveranderingen te versterken of te verzwakken (positieve of negatieve terugkoppelingen).

Enige sprekers op het Symposium ter gelegenheid van het afscheid van de TUD van: Prof. J.C. van Dam, Hoogleraar Hydrologie en Waterhuishouding.

1. C.J.E. Schuurmans, Veranderingen in het Hydrologisch Klimaat.
2. R.A. Feddes, P. Kabat, P. van Bakel, J. Bronswijk. J. Halbertsma en T. Rientjes, Watertransport in de onverzadigde zone.
3. 
   

Een geheel nieuwe wereld

We leven nu in een tijd waarin iedere leek kan beschikken over dimbare lampen, die met een schakelaar maar ook vanaf een tablet bediend kunnen worden. Het is evenzeer mogelijk om autonome 'dimbare' pompen in te zetten om onder regie van een tablet, een zeer groot schadevrij winveld samen te stellen, voor een hydrologie die gedeeltelijk horizontaal en hellend mag zijn. Door gebruik te maken van een telefoon is in te grijpen bij onderhoudt etc. Met een tablet kan de actuele hoogte van de grondwaterspiegel bepaald worden als er voldoende meetpunten zijn. Zo kunnen vele winvelden die elkaar beïnvloeden, gekoppeld worden om het winbare deel van het water juist op tijd beschikbaar te hebben. Hiermee bereiken we dat het grondwater zonder verspilling wordt gewonnen.

Omdat het grondwater langzaam stroomt, kan overtollig water op een hoger niveau teruggeplaatst worden, daarbij kan een deuk in de de grondwaterspiegel opgevuld worden, maar ook een lokale verhoging gewonnen worden. Als het aanbod van grondwater in de winter groter is dan de vraag in de zomer, kunnen we gebruik maken van het grote areaal A van een winveld, om grondwater tijdelijk te bergen. Maar we zullen ook af en toe de gradiënt van de grondwaterspiegel aan moeten passen. Dit alles is nodig om de voordelen die impliciet benut worden bij een hydrologie horizontaal, ook te kunnen benutten als er sprake is van een hydrologie hellend.

Bij dit geheel is het belangrijk dat we ons realiseren dat de Laplace voorwaarden in de dunne watervoerende lagen slechts geldig zijn binnen een schaal met straal ρ en dat er in het geval hellend sprake is van een ¹positieve terugkoppeling, waardoor we ook moeten begrijpen dat hierdoor grondwaterformules die uitgaan van een stationaire stroming niet geldig zullen zijn.

Precies deze onderwerpen werden door prof. C.J.E. Schuurmans als een onderdeel van het probleem benoemd, waardoor het KNMI niet verder kon komen met de innige koppeling tussen het hydrologische en het klimaat probleem. Als we de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv, ontbinden naar de plaats (x,y) op schalen (X) en de tijd (t) op een schaal (T), kan er ook een plan gemaakt worden voor levering later, in dat geval wordt een iets grotere gradiënt van de globale grondwaterspiegel gebruikt om later het water opnieuw als winbaar beschikbaar te hebben. Met deze techniek ontsluiten we een extreem goedkope berging van productiewater, waardoor gelijktijdig schommelingen van de stand van de waterspiegel in bijvoorbeeld het IJsselmeer, waar nu extra pompen worden geplaatst, of enig ander open water af zullen nemen.

In dit web portaal, laat ik zien hoe een schadevrij winveld ontworpen kan worden, maar ik laat ook zien dat hydrologen zeer dikwijls proberen om naar een doel toe te werken dat hun opdrachtgever behaagt.

Dit heeft als effect gehad dat burgers in het westen van ons land, Twente, maar ook in Zevenaar, Doesburg, Dieren, Didam en omgeving, een kook advies krijgen van hun waterleidingbedrijf.

In het hoofdstuk hydrologie horizontaal voeg ik de schaal van het winveld toe en ook de waterbalans aan het maaiveld. om een correcte beschrijving te krijgen van de actuele hydrologie, maar de voorganger van de ACSG, de CDG, oordeelt dat de waterbalans niet compleet hoeft te zijn, waardoor we gerust kunnen werken met een grondwaterformule, zonder het deel van waterbalans aan het maaiveld. Daardoor rekent de drinkwatersector zich rijk, omdat de berekende schade in dat geval, in veel voorkomende gevallen, gelijk is aan:

Sberekend = max (0, Swerkelijk - 80%)

bij een winningsverlaging van 0.2m en een afstand g.{ll-l} van 0.25m. Het uitkeren van compensatie vergoedingen, vereist echter dat de werkelijke schade vergoedt wordt.

Dat de consument wordt blootgesteld aan gevaarlijke bacteriën heeft te maken met het feit dat de verblijftijd van het water in de bodem niet 100 jaar is, maar juist heel kort. Dit heeft te maken met het feit dat niemand het schaal effect heeft bestudeerd, waardoor iedereen denkt dat de Laplace voorwaarden globaal geldig zijn.

Ir. Cramer beschrijft dit op het symposium de huidige context als:

Geïnspireerd door Darcy gingen anderen aan het werk, zoals Dupuit en Thiem. Aan het einde van de 19e eeuw en aan het begin van de twintigste eeuw was de Oostenrijker Philip Forchheimer ongetwijfeld de belangrijkste onderzoeker op het gebied van grondwaterstroming. Hij was de eerste die de betekenis van de Laplace-vergelijking voor de oplossing van grondwaterstromingsproblemen onderkende en hij paste wiskundige technieken als conforme afbeeldingen en complexe variabelen toe. Hij was ook de eerste die de methode van spiegelputten toepaste.

Hij memoreert ook aan het boek van prof. J.J. de Vries, die tijdens de strijd om de achtergrondverlaging wees op de schaal, van de winvelden. Ik ontdekte al gauw dat de schaal erg belangrijk was en dat de transportverlaging optioneel is. Dat laatste was de sleutel tot de schade vrije winvelden. Ik ontdekte ook dat er oscillaties ontstonden in dunne watervoerende lagen waarbij er sprake was van mee koppeling, die je kon beschouwen als een systeem waarbij de vergelijking van Dupuit en Thiem, afwisselend ingezet kon worden om de golfvoortplanting die ontstond te kunnen begrijpen. In de hydrologie horizontaal, laat ik zien dat G.W. Bloemen al in 1973 heel ver was gekomen, omdat hij de waarde van de achtergrondverlaging correct had gemeten, en begreep hoe de golfvoortplanting zou moeten werken.

Maar we mogen niet stilstaan bij het gedrag van de hydrologie, ook het gedrag van de wortelzone en de bodemchemie in z'n algemeenheid moeten we beheersen. Wie dat niet doet en desondanks bezig gaat met wetgeving, komt terecht in een web van tegenstrijdigheden en is, daardoor niet in staat om problemen op te lossen. Dit overkwam de ecologen van de WUR, die nog nooit een project goedgekeurd konden krijgen. Met zelfbedachte wetgeving (waaronder het verslechteringsverbod) en een beetje hulp van de publieke omroep, waren ze in een klap wereldleider, het enige probleem was dat het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen niet geformuleerd en dus ook niet gerealiseerd werden, daartegenover stond dat landgoederen weer werden opgefrist, waardoor ze weer strak in de lak stonden. Ook zorg tot op hoge leeftijd kon dankzij gulle giften van Henk en Ingrid, die net als de stikstofministers, niet begrepen waar ze aan waren begonnen, 'aan het huis op stand' worden geleverd.

Alle oplossingen uit die categorie hebben een gemeenschappelijk kenmerk, het assimilatie predicaat wordt niet voldaan, met assimilatie verliezen, die een grote impact hebben op het klimaat (de kringloop van het leven). Dit wordt versterkt door natuur branden. Bovendien ontstaan er doordat de gewassen onvolgroeid zijn, mest verliezen naar de bodem die, omdat het assimilatie predicaat niet voldaan wordt, veroorzaakt worden door de drinkwatersector. Doordat deze sector bezig is met schaalvergroting, meer gelijktijdig geen rekening houdt met de schaal van de winvelden en gebruik maakt van Het resultaat van Kookadvies voor inwoners Zevenaar, Doesburg, Dieren, Didam en omgeving.

Uit de toelichting van Vitens blijkt dat men als regel werkt met een berekende grondwaterspiegel, .

heb ik bewezen hoe dat moet, (en heb  ik ook laten zien dat er nog steeds veel fouten worden gemaakt door hydrologen), in het belang van de natuur en het klimaat, moeten we nu in de wetenschap dat de hoogte van de grondwaterspiegel bepalend is voor de assimilatie verliezen, stoppen met het bij voortduring beschuldigen van de agrarische sector en een stap vooruit zetten.

---

Zo'n stap vooruit wordt al gezet op het gebied van veilig rijdende autonome voertuigen, en het mag duidelijk zijn dat daarbij internationale standaarden een belangrijke rol zullen spelen. Die stap vooruit zal binnenkort ook gezet moeten worden in EU verband, en het resultaat daarvan zal gunstig zijn voor allen die water winnen, en bepalend voor een nieuw wettelijk kader voor de natuur en het klimaat.

In dit web portaal, laat ik zien hoe een schadevrij winveld ontworpen kan worden, maar ik laat ook zien dat hydrologen zeer dikwijls proberen om naar het doel toe te werken, bijvoorbeeld door de winst van hun opdrachtgever te verhogen, zonder dat het natuurdoel en/of de klimaatdoelstellingen worden gerealiseerd.

Als deze oplossingen hebben een gemeenschappelijk kenmerk, het assimilatie predicaat wordt niet voldaan.

heb ik bewezen hoe dat moet, (en heb  ik ook laten zien dat er nog steeds veel fouten worden gemaakt door hydrologen), in het belang van de natuur en het klimaat, moeten we nu in de wetenschap dat de hoogte van de grondwaterspiegel bepalend is voor de assimilatie verliezen, stoppen met het bij voortduring beschuldigen van de agrarische sector en een stap vooruit zetten.

---

Zo'n stap vooruit wordt al gezet op het gebied van veilig rijdende autonome voertuigen, en het mag duidelijk zijn dat daarbij internationale standaarden een belangrijke rol zullen spelen. Die stap vooruit zal binnenkort ook gezet moeten worden in EU verband, en het resultaat daarvan zal gunstig zijn voor allen die water winnen, en bepalend voor een nieuw wettelijk kader voor de natuur en het klimaat.

Het was echter de wetgever die het mogelijk heeft gemaakt dat de alumni nog veel beter beloond konden worden ook als zij, bij wijze van spreken, hadden zitten slapen tijdens de colleges van hun leermeester. Dit is karakteristiek voor de wetgeving rond de advies commissies zoals de CDG en de latere ACSG. Er gaat overheidsgeld in en er komen in hoge mate voorspelbare adviezen uit, waardoor het provinciale bestuur haar verantwoordelijkheid afkoopt als er weer eens iets mis gaat, en de gedupeerde burger met de brokken blijft zitten. Dit is mogelijk vanwege de omkering van de bewijslast.

Bij het kanaaldrama in Overijssel, kon de hydroloog van dienst, gewoon stellen dat er mogelijk een andere oorzaak was, ook als hij deze oorzaak niet bestudeerd had.

Er ontstaan mest verliezen naar de bodem, voor specifieke (x,y) en (t) waarden als het assimilatie predicaat niet voldaan wordt. Dit is meer regel dan uitzondering, terwijl dat niet nodig is. Het netto effect is dat er

Het zal blijken dat assimilatie verliezen ontstaan als de grondwaterspiegelLoz hmv(x,y,t) er ernstige belemmeringen zijn die het onmogelijk maken om het natuurdoel en de klimaat doelstellingen te realiseren. Onder die omstandigheden is het onverantwoord om 25-30 miljard € uit te geven.

Zulke problemen kwamen ook in de elektrotechniek voor bij het ontwerpen van grote geïntegreerde schakelingen. Vele fabrikanten van mainframe computers, die de ontwikkeling niet konden volgen, gingen failliet.

Mede dankzij de integratie van de monitoring in het ontwerpproces in de vorm van ontwerpregels. Heeft de elektrotechniek, ^1,2gestimuleerd door prof. L. Conway en prof. C. Mead, al in 1978 een zeer snelle vooruitgang mogelijk gemaakt, waarbij de ontwerpers en ook ASML een grote rol hebben gespeeld.

---

1. Wikipedia, Mead–Conway VLSI chip design revolution.
2. History of Information, The "Mead & Conway Revolution" in VLSI Integrated Circuit Education.

Wie een stikstof concentratie van 50mg/l in de bodem wil realiseren zal de realisatie (volledige assimilatie) moeten voldoen. Dit lukt alleen als alle deelprocessen, die een mutatie van de hoeveelheid mest in de bodem beschrijven, ook voldaan worden.

Daarbij zorgt het assimilatie predicaat, voor de opname van mest voor de groei van het gewas g. Uit onderzoek van de FAO en het Staring Center, geleid door prof. R.A. Feddes, verbonden aan de Landbouw Hogeschool Wageningen, het latere Alterra van de WUR, is gebleken dat een maximale groei van het gewas gras mogelijk is als de grondwaterspiegel hmv(x,y,t) ten opzichte van het maaiveld door waterwinning niet buiten het interval {l,h} = {-1.2m, -0.4m} komt. Dit is de aller eenvoudigste voorstelling van zaken en ze is zeer nuttig vooral als iedereen bereid is, om het ontwerpprobleem op te lossen met behulp van deze heel eenvoudige ontwerpregels.

Hiermee worden alle problemen opgelost die te maken hebben, met mest verliezen naar de bodem.  Maar er zijn ook problemen met zure sulfaat bodems en vele andere zaken. Om die reden heb ik, in het hoofdstuk de puzzel, al aandacht besteed aan de realisatie van een stikstof (Nitraat) concentratie van 50mg/l.

Er bestaan geen grondwaterformule die het analytische gedrag van de niet stationaire oplossing kan beschrijven. Het is echter zeer goed mogelijk om een zeer nauwkeurige polynoom approximatie van zo'n oplossing te maken als we de intrinsieke schaal (ρ) van het winveld kennen.

De drinkwatersector ging heel Nederland doorrekenen met de software van prof. C. Van den Akker, en het Rijksinstituut voor Drinkwatervoorziening, verbonden aan het RIVM, ging het (LMG) Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit opstellen.

De begeleidingscommissie had nog wel bedenkingen bij het idee om de kwaliteit van het ondiepe grondwater en het diepe grondwater te bepalen, vanwege het aspect van de assimilatie van meststoffen. Zij dachten er wel aan om ook vlak onder het maaiveld te meten, maar dat is er nooit van gekomen. Na verloop van jaren werd er in de wet en regelgeving een maximale waarde van de stikstof (Nitraat) concentratie in de bodem voorgeschreven onder regie van de drinkwatersector.

De achtergrondverlaging

Als hydrologen hadden begrepen waarom de oneigenlijke som, zo belangrijk was zou er nooit een strijd zijn geweest zijn om de formule, bedacht door onderzoekers van het onderzoeksinstituut van de drinkwatersector, die het mogelijk maakt om een berekende schade te vinden die tot 80% kleiner was dan de werkelijke schade. Er werd heel duidelijk een fout gemaakt door de grondwater spiegel te verhogen tijdens de schade berekening. Bovendien had je niets aan een kleinere berekende schade als je de natuur wilt herstellen. Je wilt juist kleinere mest verliezen naar de bodem realiseren. En dat kan als je schadevrije winvelden gaat gebruiken.

Het aforisme van Charles-Louis Lemesle luidt:

Men maakt regels voor anderen en

uitzonderingen voor zichzelf

De drinkwatersector hield heel duidelijk afstand van hydrologen die voor de toepassing van de achtergrondverlaging waren, en degenen Het onderzoeksbureau van de drinkwatersector ging, heel begrijpelijk, op zoek naar een oplossing waarmee het eigenbelang zo goed mogelijk gediend was. Men heeft toen, nadat het niet lukte om de waterschappen naar eigen hand te zetten, zonder tussenkomst van de politiek, als beschreven art. 17.8 waterwet nagenoeg geheel buiten werking gesteld, daar waar de effecten van de verlaging van de grondwaterspiegel aangepakt hadden moeten worden. Prof J.J. de Vries had nog gewaarschuwd dat er wellicht sprake was van een schaal probleem, maar er werd kennelijk zoveel waarde gehecht aan een extreem kleine berekende schade, dat men dit belang vooropstelde.

Dit had als consequentie dat het natuurdoel

en de klimaatdoelstellingen

nooit meer realiseerbaar waren.

Omdat het herstellen van de natuur als regel werd aangepakt op perceelniveau hadden de Baron, de Graaf en de multimiljonair er de meeste last van doordat de hoogte van het maaiveld werd aangepast door de natuur af te graven op perceelniveau. Opvallend was dat de ecologen, volgens eigen zeggen nog nooit eerder met succes de financiering van een project rond hadden gekregen. Nu was de project financiering wel rond gekomen, en nog wel voor een bedrag van 25-30 miljard €, proficiat.

Maar onderzoek vereist wel dat men zorgvuldig en nauwkeurig te werk gaat, voor een fractie van het gevraagde bedrag is het heel goed mogelijk om de doelen te realiseren, maar wie onervaren is in de logica en zomaar een verslechteringsverbod instelt, en de existentiële vraag niet stelt, kan met een ondoordacht beleid, heel Nederland zonder einde klem zetten, doordat het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen bij ongewijzigd beleid, nooit meer realiseerbaar zullen zijn, vanwege te grote verlagingen van de grondwaterspiegel veroorzaakt door de drinkwatersector.

Bovendien kan er elk moment nog iemand komen die stelt dat alles niet goed genoeg is.

Een taak voor de agrariërs?

Alsof dit alles niet erg genoeg was, is er ook een taak bedacht voor de agrariërs., niet door de minister president Mark Rutte, die weliswaar stelde dat de stikstofnorm gehaald moest worden. Het RIVM had in landbouwgebieden, mestsoffen gevonden NO2 en NO3   agrariërs moesten de stikstofconcentratie, in de bodem, die in het ondiepe en het diepe grondwater, te hoog was geworden, volgens het RIVM.

dat door het RIVM door toepassing van de biologische landbouw verlagen, niet zomaar een beetje maar naar een waarde beneden 50mg/l. Ik heb in het hoofdstuk hydrologie hellend laten zien hoe je winvelden kunt ontwerpen die van nature (nagenoeg) alle mest door assimilatie op kunnen nemen. Bij de instelling van het LMG was er sprake van een blinde vlek, die te maken had met het ontwerp van goed beschermde winvelden die alle problemen van de bodemchemie aankunnen. Die blinde vlek is er nu nog steeds, maar wie wil begrijpen wat er misgaat, ziet direct in dat schade vrije winvelden de oplossing zijn om het probleem op te lossen waar het ontstaat, het voorgestelde gebruik van de biologische landbouw kan het probleem niet echt oplossen, immers mest met vertraagde afgifte moet ook vocht kunnen vasthouden en juist dat kan maar in heel beperkte mate. Bovendien kun je het de agrariers niet kwalijk nemen dat de drinkwatersector nog steeds gebruik maakt van de watervoerende laag als transportmedium voor te winnen water.

 terugbrengen. terwijl deze zo hoog is door de verlaging van de grondwaterspiegel tot een niveau in het interval van verwelking. veroorzaakt door de drinkwatersector. In het voorgaande hebben we gezien dat de mest verliezen naar de bodem groot 34% gemiddeld en 95% in een bijzonder geval, zijn ontstaan doordat de drinkwatersector de grondwaterspiegel heeft verlaagd tot in het interval van volledige assimilatie. Die schade van 95% ontstaat als gevolg van een onbalans tussen vraag en aanbod. De stroming in een grootschalig winveld voldoet op een kleine schaal aan de Laplace voorwaarden, maar op een grote schaal is alles heel anders, dan mag de Laplace voorwaarde niet meer toegepast worden. De Penrose driebalk, die ik linksboven gebruik als logo op dit webportaal, is een visueel voorbeeld dat het schaal begrip perfect illustreert. De kijker krijgt op elke hoek van de driebalk een goed beeld hoe het object van studie eruitziet, maar wie een stap achteruit doet, raakt alles overziend, opeens in verwarring. Het was Maurits Cornelis Escher (1898-1972), die het principe achter de Penrose driebalk gebruikt, om een waterval te schetsen die zichzelf voedt. Zie ook het logo dat ik op deze website gebruik.

voldoet een golfvoortplanting in dunne watervoerende lagen, die ontstaat omdat de stroming in een dunne watervoerende laag zich in dat geval gedraagt als een halfgeleider, waardoor dynamische effecten worden versterkt. Bij de polemiek over de achtergrondverlaging die was ontstaan probeerde prof. M.P.F. Bierkens te bemiddelen tussen de voor en tegenstanders die grote belangen verdedigden. Een van de stellingen was:

Als je een deel van de verlaging verklaart uit de achtergrondverlaging, dan heeft dat veelal een groot effect op de berekende schade van een winning.

Uit deze stelling volgt dat de verlaging van de grondwaterspiegel een groot effect heeft op de berekende schade. Dit grote effect ontstaat niet bij overbemesting, waardoor we weten dat de onderzoekers indertijd niets hebben gedaan met deze zeer aansprekende stelling.

Bij het Drentse Zuidwolde, is gelegen vlak onder Hoogeveen, ten westen van de N48. Daar kwam ik een groot bord tegen met de aankondiging dat er werd gewerkt aan Innovatieve maisteelt, chemie vrij en met minder uitspoeling. Ten Oosten van de N48 ligt de Pingo ruïne het Zwarte Gat en een drinkwaterwinning van WMD. Bij het piepkleine proefveldje staan de namen van 8 uitvoerenden, waaronder ook Wageningen Livestock Research en Vitens N.V. De mais was opvallend geel, en heel duidelijk niet volgroeid. Er werd gebruik gemaakt van de biologische landbouwtechnieken met mest met vertraagde afgifte en mogelijk ook met de aanvoer van championaarde. Dat zijn werkwijzen waardoor de bodem wat langer vocht kan vasthouden, maar iedereen wet dat dat niet voldoende is om langere periodes te overbruggen. Een van de voorgangers van de ACSG had bedacht dat de agrariërs, in zulke gevallen op eigen kosten, een beregeningsinstallatie aan moesten schaffen.

ardoor zijn korte periodes van droogte nog wel te overbruggen, bovendien was de afstand tot het winveld zo groot dat op die standplaats geen last zal zijn van golfvoortplanting die ontstaat in het dynamische gedrag van winvelden. Omdat de mest verliezen naar de bodem ontstaan door verlaging van het grondwaterpeil ter plaatse, kan de toepassing van een schadevrij winveld problemen oplossen die niet opgelost kunnen worden met andere methoden van maisteelt.

  moet de nadruk liggen op het verhogen van het grondwaterpeil, en niet op andere teeltmethoden, immers door biologische landbouw zal het grondwaterpeil niet verhoogd worden.

Maar en dat is wel het belangrijkste argument, met de technieken van de biologische landbouw kun je de grondwaterspiegel niet verhogen. De transportrechter zal nauwelijks van vorm veranderen, gewoon omdat dat zou betekenen dat het grootschalige debiet Q(t) dan kleiner worden, de pompputten zijn zo sterk dat dat niet gaat gebeuren. Als de agrariërs gedwongen worden om pompen te gebruiken die water aanvoeren in een straal ρ rond de pompput, dan moet er een meer gevormd worden met een dijk eromheen. Door de snelle verticale stroming die in dat geval ontstaat blijft er niets over van de natuurlijke beschermingszone die karakteristiek is voor een gespreid winveld. Het is van groot belang dat het grondwater met een verticale stroming gewonnen wordt, maar de winning moet wel over het gehele winveld gespreid worden. Dat kan als we de steden over ons hele land spreiden, maar dat is te kostbaar en wellicht ook niet gewenst.

Ik wil niet al te negatief zijn over het vakgebied van de hydrologie, want het probleem dat hydrologen niet zover doorgaan met de analyse van het probleem dat verdeeld is over zeer veel vakgebieden, speelt niet alleen overal in Europa, maar wereldwijd, en zo goed als het is dat de nieuws rubrieken daar van tijd tot tijd aandacht aan besteed hebben, zo slecht is het dat er zo oppervlakkig werd gerapporteerd over het natuur en het klimaat probleem en het besteden van miljarden door de wetenschappers die de existentiële vraag niet stellen en daardoor niet kunnen oordelen over hun eigen onderzoek en agrariërs wegzetten als Dummies.

Het aforisme van de D66 coryfee Alexander Rinnooy Kan stelt:

Wie denkt dat kennis duur is,

weet niet wat domheid kost.

Deze voorbeelden laten zien dat er serieuze problemen zijn met de prijs van het water die opgelost moesten worden door onderzoekers die het vakgebied der hydrologie beheersen. Het zal blijken dat het probleem van de stikstof concentratie in de bodem is opgelost als we schade vrije winvelden gaan gebruiken, en als er vergiftigde muisjes rondlopen zal het gif in elk geval niet in het drinkwater terecht komen.

De drinkwatersector wilde, om haar voortbestaan veilig te stellen, heel graag, profiteren van de achtergrondverlaging, waarbij het onderzoek van het onderzoeksbureau van de drinkwatersector met argumenten kwam waardoor men de achtergrondverlaging niet kon verklaren. Ook de provincie financierde voor dit doel specifiek onderzoek.

Daardoor waren de schadevrije winvelden geheel uit beeld, en werd er 25 - 30 miljard € uitgegeven zonder dat het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen gerealiseerd kunnen worden.

Ik ga daar verder niet over schrijven, omdat we in het onderzoek en onderwijs ons moeten richten op de overdracht van kennis en de realisatie van doelen. Ik heb laten zien dat het volstaat om de waterbalans aan het maaiveld te betrekken in het onderzoek. Voor de overige details verwijs ik naar het hoofdstuk hydrologie horizontaal.

Wat is de achtergrondverlaging?

De schade berekening van Alterra is gebaseerd op het uitvallen van de assimilatie van bemest bodemvocht als functie van de verlaging van de grondwaterspiegel hmv op basis van GxG waarden. De drinkwatersector kon een liter water niet verkopen voor de prijs van een pak spinazie, daarom was er een behoefte om nu de mest verliezen naar de bodem waren opgelopen tot 34% gemiddeld en 95% in een bijzonder geval, om de resultaten van Alterra te controleren. Al gauw was er een fout gevonden, de grondwaterspiegel die de drinkwatersector bepaalde was systematisch 0.2m tot 0.4m lager dan de waarde die Alterra gebruikte. Omdat niemand een verklaring had, kreeg de gemeten afwijking de naam achtergrondverlaging. Het probleem was echter niet een meetfout. De drinkwatersector had de waterbalans aan het maaiveld niet opgesteld, waardoor de winningsverlaging niet in hun oplossing voorkwam.

Een groot effect op de berekende...

Er is een hele strijd onder hydrologen ontstaan over de toepassing van de achtergrondverlaging. Als voorzitter van de Nederlandse Hydrologische Vereniging, heeft Prof. M.P.F. Bierkens bemiddeld tussen de voor en tegenstanders die grote belangen verdedigden. Een van de stellingen was:

Als je een deel van de verlaging verklaart uit de achtergrondverlaging, dan heeft dat veelal een groot effect op de berekende schade van een winning.

De toepassing van de achtergrondverlaging bij de schade berekening is inderdaad zeer profijtelijk, doordat de grondwaterspiegel tijdens de berekening wordt verhoogd. Hierdoor wordt de verlaging veroorzaakt door de winning van grondwater bij de berekening ongedaan gemaakt. Omdat de grondwaterspiegel zich al beweegt in het interval van droogte schade, terwijl dat interval relatief klein is, is de verkregen extra winst veelal groot. De formulering van de stelling, weten we dat het grote effect op de berekende schade niet ontstaat door overbemesting.

Ik zal nu een analytische formule afleiden voor de berekende schade. Door lineaire interpolatie op basis van de eindpunten van de droogte schade lijn krijgen we:

S(hmv+c) = (l - (hmv+c))/(l - ll), met c de waarde van de achtergrondverlaging. Voor c=0 geeft dit de werkelijke schade en voor c=0.2m/0.25m geeft dit de berekende schade in procenten. Er geldt dus:

Sberekend = max (0, Swerkelijk - 80%)

Dit resultaat is alleen geldig voor een hydrologie horizontaal en vlak. Voor lensvormig is c=0.4m.

Dit resultaat, dat wordt gebruikt om de compensatie vergoeding  te berekenen, conform art. 7.18 waterwet, is te mooi om waar te kunnen zijn. De werkelijke schade blijft gelijk, terwijl de berekende schade tot 80% kleiner wordt. Als je dat ziet is het opeens duidelijk waarom schadevrije winvelden zo belangrijk zijn, zij lossen de problemen, wel op die zijn ontstaan als gevolg van de verlaging van de grondwaterspiegel. Hoe die schade was ontstaan? Door verlaging van de grondwaterspiegel, W.H. Dingeldein wist tegen het eind van z'n leven, nog niet van de hoed en de rand, maar we moeten de moed hebben om stappen vooruit te zetten, want schadevrije winvelden kosten iets meer, maar als iedereen vrijwillig meewerkt, en wie zou dat niet willen, dan kunnen we er ook zeker van zijn dat de drinkwaterwinning ook een voorspoedige toekomst hebben.

En de grondwaterbescherming?

Als we de stroming van het oorspronkelijke winveld vergelijken met de stroming bij het gespreide winveld, dan valt het op dat de transportverlaging en daarmee ook het bijbehorende transport, dat hoort bij van de grondwaterformule van Dupuit binnen de effectieve winningsstraal R volledig wegvalt. Door de enorm kleine winningsverlaging ontstaat een schadevrij winveld dat geen beschermingszone nodig heeft, zij beschermen zichzelf en met hun heel kleine verlaging en ook de natuur en het klimaat.

Schuldig door wet en regelgeving

Wetgeving vereist dat alle causale verbanden goed gelegd worden. In het vak hydrologie, wordt dikwijls geprobeerd om een effect te verklaren op basis van een generieke redenering. Als er landbouwgif in het drinkwater zit, weet men feilloos de agrariërs aan te wijzen als de veroorzaker, ook als er dode muisjes worden gevonden terwijl alle steen uiltjes verdwijnen, dan is verder onderzoek naar de causale verbanden zeker wel nodig.

Oppervlakkig onderzoek is echter van alle tijden, zoals blijkt uit de interessante bijdrage van Ir. W. Cramer aan het symposium:

De Romeinse watergedeputeerde Sextus Julius Frontinus (34-104) was een van zijn leerlingen, maar hij heeft tijdens college waarschijnlijk zitten slapen. Hij was dan ook niet in staat de waterbalans van Rome kloppend te maken. Hij zat daar niet zo mee, omdat de oorzaken wat hem betreft duidelijk waren: lekkage van leidingen en frauduleuze praktijken op het gebied van het aftappen van water.

Er wordt nu gesproken over een enorme afname van vlinders. Maar 28 jaar geleden werd er een extra strook bos aangeplant van ~2 Ha groot, op het waterwingebied. Al gauw kwamen er heel veel brandnetels, inclusief de bijbehorende vlinders. Het waren er zoveel dat zelfs de zwaluwen erop gingen jagen. Dat was niet goed voor het beoogde bos. Met een balkmaaier waren de brandnetels zo weg, en de vlinders zijn ook nooit meer teruggekomen.

De monitoring, hangt voor bemesting in landbouw en natuur gebieden, af van heel veel deelprocessen, als beschreven bij het probleem 

 waarbij overbemesting een relatief onbelangrijke rol speelt, maar niet uitgesloten kan worden.

 Het is erg belangrijk om ik doe dit om het volledige overzicht te kunnen behouden. Dat neemt niet weg dat we ook moeten weten dat prof. R.A. Feddes, nog veel meer belangrijke zaken weet te melden en wellicht ook nog nauwkeuriger uitspraken kan doen en bovendien interessante bijzonderheden kent en publiceert over het meten in de onverzadigde zone en ook heeft gewerkt met satelliet waarnemingen in vele landen  waarin de bevolking moet knokken voor voldoende eten.

Bij het volledige overzicht, zoals prof. D. Lohse het benoemt, is het proces van de assimilatie van opgeloste meststoffen, in de onverzadigde zone, van cruciaal belang om de puzzel passend te kunnen krijgen, zonder daarbij fouten te maken.

De noodzaak om geen fouten te maken is in de elektrotechniek en de hydrologie even groot.

---

Wie te snel naar grondwaterformules grijpt en zich niet afvraagt welke doel elk deel van de neerslag N(t) heeft: {winning, assimilatie, kwel} vergeet, een deel van de waterbalans, en zal daardoor grote moeite hebben om de winningsverlaging groot 0.2m alsnog te berekenen. Het  resultaat daarvan is ingrijpend, doordat grote groepen onderzoekers denken dat er een 'onverklaarbare' achtergrondverlaging bestaat.

Het helpt in z'on geval om beide verlagingen nauwkeurig in samenhang te omschrijven:

---

De verlaging van een winveld is voor een hydrologie horizontaal de oneigenlijke som van de winningsverlaging groot 0.2m en de (optionele) transportverlaging, groot 2m .. 4m

Uit deze omschrijving van de verlaging blijkt dat het wel mogelijk is om winvelden te maken zonder transportverlaging, waardoor de winningsverlaging groot 0.2m overblijft, dit is voldoende klein om een schadevrij winveld te kunnen maken, het is echter onmogelijk om een winveld te maken zonder winningsverlaging.

Prof. M.P.F Bierkens beschrijft het toepassen van de 'achtergrondverlaging' als volgt:

Als je een deel van de verlaging verklaart uit de achtergrondverlaging, dan heeft dat veelal een groot effect op de berekende schade van een winning.

Ik zal nu een analytische formule afleiden voor de berekende schade. Door lineaire interpolatie op basis van de eindpunten van de droogte schade lijn krijgen we: De constante c heeft als waarde de achtergrondverlaging.

S(hmv+c) = (l - (hmv+c))/(l - ll) voor c=0 geeft dit de werkelijke schade en voor c=0.2m/0.25m geeft dit de berekende schade in procenten. er geldt dus.

Sberekend = max (0, Swerkelijk - 80%)

Dit resultaat is alleen geldig voor een hydrologie horizontaal. Voor lensvormig is c=0.4m. Het resultaat kan nog wel nauwkeuriger gemaakt worden door het groei algoritme dat ing. J.J.M. Bouwmans, heeft geprogrammeerd, met 12 perioden van 10 dagen, die het groeiseizoen beschrijven. Maar in dat geval is een resultaat in formule vorm niet meer mogelijk.

Dit resultaat is te mooi om waar te zijn, omdat de drinkwatersector de uit te keren droogteschade vergoeding, conform art. 7.18 waterwet, met maar liefst 80% kan verkleinen zonder het winveld te verbeteren, of op enige andere manier de werkelijke schade kleiner te maken.

Het is belangrijk dat we begrijpen dat de realisatie (van volledige assimilatie) onmogelijk is als de mestgift beschreven met de laatste 3 stellingen, niet opgenomen kan worden door de wordt omdat er onvoldoende wordt als de mest niet opgenomen het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen, niet realiseerbaar zijn mest verliezen naar de bodem groot 34% gemiddeld zijn en 95% in een bijzonder geval.

we de waarde van de achtergondverlaging, die voor een hydrologie horizontaal, gelijk is aan de winningsverlaging, optellen bij de gemeten, c.q. de werkelijke grondwaterspiegel.

achtergrondverlaging toepassen op de hoogte van de grondwaterspiegel.

 om zo de compensatie vergoeding die de drinkwatersector af moet dragen aan de agrariërs, drastisch te kunnen draag

Het is interessant om, vanuit het oogpunt van het volledige overzicht, de bijdragen te lezen van de hoofdrolspelers in de hydrologie aan het symposium dat werd opgezet naar aanleiding van het afscheid van prof. J. van Dam, als hoogleraar aan de TU Delft. Ik zal af en toe refereren naar

 op basis van een ontbinding  dit deel van de specificatie  om op een

wat wilt wat het winveld je van Deze techniek levert, als je hebt geleerd om problemen op te lossen met ontwerptechnieken, mogelijkheden om voor een hydrologie horizontaal om schadevrije winvelden te ontwerpen of om de schade, veroorzaakt door een winveld dat onderzocht wordt, kleiner te maken.

Dit alles speelde al toen er een polemiek was over het al dan niet bestaan van de 'achtergrondverlaging', die niets anders bleek dan de winningsverlaging van een puntwinning.

Exposé van Kennis in de Hydrologie

Ter gelegenheid van het afscheid van prof. J. Van Dam, hebben de Nederlandse hydrologen op een interessant Symposium georganiseerd met als titel: "Veranderingen in het hydrologisch klimaat".

Ir. W. Cramer, Citeert zijn leermeester als volgt:

Degenen onder u die zich de moeite getroosten om zich serieus in dit vak te verdiepen kan ik verzekeren dat hun moeite ruimschoots beloond zal worden door de voldoening van de praktijk of het onderzoek waarin zij zich zullen begeven.

Het was echter de wetgever die het mogelijk maakt om die voldoening om te zetten in klinkende munt. Dat zien we bij de advies commissies zoals de GDG en de latere ACSG die als private organisatie opereert, terug, als hydrologen door het provincie bestuur ingeroepen worden om te adviseren over een schade, zoals bij het kanaaldrama in Overijssel. Het volstond dat de hydroloog van dienst zegt dat er mogelijk een andere oorzaak was. Op dat moment was het werk van de hydroloog in ambtelijke termen, gegeven de wetgeving, klaar ook als de gedupeerden, van mening zijn dat hydrologen op dat moment juist meer nodig zijn dan ooit, om te laten zien dat hun werk met een theoretisch tintje ook in de praktijk uitermate bruikbaar is.

Het was zeker interessant om van ir. W. Cramer te horen hoe oud het vakgebied der hydrologie is en dat de Romeinse watergedeputeerde Sextus Julius Frontinus (34-104) tijdens college waarschijnlijk heeft zitten slapen. waardoor hij niet in staat was de waterbalans van Rome kloppend te maken. Hij zat daar niet zo mee, omdat de oorzaken wat hem betreft duidelijk waren: lekkage van leidingen en frauduleuze praktijken op het gebied van het aftappen van water. Anno 2024 dient zich ditzelfde tafereel weer aan als het gaat om de mestbalans, en de uiteindelijke constatering van het RIVM dat de mest van agrarische oorsprong was. De stikstof crisis waar we nu mee worstelen, is helemaal geen crisis, maar het gevolg van fouten die nog steeds binnen de overheid gemaakt worden. Voor een deel komen deze fouten voort uit het feit dat individuen niet het volledige overzicht hebben over alle details van het stikstof probleem.

s hebben ndeze te maken met Ik was ook verrast dat het probleem waar het hier om gaat, door alle participanten van dit symposium  zo lang onopgelost is gebleven.

1. Symposium: Veranderingen in het Hydrologisch Klimaat. TU Delft, 26 mei 1993.
2. C.J.E. Schuurmans, Hydrologie en klimaat.
3. R.A. Feddes e.a., Watertransport in de onverzadigde zone.
4. C. Van den Akker, Geohydrologie in dienst van mens en milieu.

Onder schade wordt hier verstaan het mest verlies naar de bodem, waardoor het gewas een lagere opbrengst krijgt in procenten van de maximale groei. Met dit percentage, dat de onderzoeksgroep van prof. R.A. Feddes in het kader van haar wettelijke taak altijd heeft bepaalt, kan eenvoudig de af te dragen compensatie vergoeding conform art. 7.18 waterwet berekend worden. Merk op dat prof. M.P.F. Bierkens hier een verlaging van de grondwaterspiegel hmv ten opzichte van het maaiveld, beschrijft dat bepalend is voor de actuele mest verliezen naar de bodem. Hoe groot dat percentage precies is hangt af van de assimilatie curve van het gewas.

Aan de assimilatie curve zien we zo dat er grote mest verliezen naar de bodem ontstaan, groot 34% en 95% als degene die het grondwater wint, de grondwaterspiegel hmv ten opzichte van het maaiveld, verlaagd onder het gewasspecifieke niveau g.l.

In de onderstaande figuur zien we de meetopstelling die prof. C. Van den Akker in zijn proefschrift heeft gebruikt om met voor die tijd een zeer krachtige IBM Mainframe met 512KB geheugen, en een lezer voor ponskaarten, die gebruikt werd om het programma op te slaan. Daarbij was het geheugen onvoldoende om de hele grondwaterspiegel in detail te beschrijven. Prof. C. Van den Akker gebruikte dit gereedschap om, als een soort detective, een verklaring te vinden voor de aanwezigheid van vlekkenwater (trichloorethyleen, ofwel tri) in het Amsterdamse drinkwater. De toestandsvariabele van het grondwatersysteem is de grondwaterspiegel, maar het IBM mainframe waar de prof. gebruik van moest maken, had niet genoeg geheugen om de grondwaterspiegel op slaan, met als gevolg dat de grondwaterspiegel steeds opnieuw herberekend moest worden. Desalniettemin was de drinkwatersector zo enthousiast dat men het programma ging gebruiken om alle winvelden door te rekenen, en beschermingszones ging bepalen, die ervoor moesten zorgen dat de winvelden veilig zouden zijn. Toen ik de schadevrije winvelden had ontworpen bleek dat de winvelden helemaal niet veilig waren en dat had Vitens al eerder aan den lijve gemerkt doordat er darmbacteriën doorgedrongen waren tot in het hydrofoor, de laatste buffer voordat de klant, het drinkwater zou gaan consumeren.

Ingehaald

In 1971 pasten er nog 2.300 transistors op een chip, in 2021 zijn dat er meer dan 58 miljard.

We hebben aan de assimilatie curve gezien dat je bij de bodemchemie niet altijd kunt volstaan met het bepalen van het pad dat een verontreiniging aflegt. Je moet ook weten waarom het zo schadelijke mest verlies naar de bodem, waar prof. M.P.F. Bierkens aan refereert, of de zure sulfaatbodem, of het kristalheldere kwelwater, ontstaat. Dat is noodzakelijk om een echt monitoring systeem te kunnen maken, vergelijkbaar met een test-procedure, die bepaalt of een dure chip moet worden weggegooid, of in een computer kan worden ingebouwd.

Daartoe moeten alle relevante causale verbanden gebruikt worden, in dit geval dus ook de hoogte van de grondwaterspiegel hmv, ten opzichte van het maaiveld in de nul-toestand en bij winning.

In 1971 pasten er nog 2.300 transistors op een chip, in 2021 zijn dat er meer dan 58 miljard. In 1978 dachten prof. Lynn Conway en prof. Carver Mead al na over de schaal problemen die in de volgende generaties computers zullen ontstaan, doordat de dunne stroomvoerende lagen zich gedragen als halfgeleiders.

Door de stormachtige ontwikkeling van de elektrotechniek konden hydrologen recent gedetailleerde regionale modellen bouwen die niet alleen de waarde van de grondwaterspiegel berekenen, maar ook door toepassing van de assimilatie curve de schade kunnen bepalen die een gevolg is van onnodige verlagingen van de grondwaterspiegel van een bepaald winveld. Die onnodige schade die prof. R.A. Feddes en zijn groep berekent hangt uitsluitend af van de verlaging van de grondwaterspiegel als gevolg van de winning van grondwater.

ontstaan als gevolg van grondwateronttrekkingen, door de de schade die ontstaat door toepassing van de assimilatie curve te bepalen, in de nul-toestand en bij winning.

De computers uit 1968 staan nu allang al in het museum, vanwege het feit dat de snelheid van geïntegreerde schakelingen, die worden gebruikt om computers te bouwen elke 1.5 jaar  bouwden naar de stand van de techniek. In de onderstaande figuur zien we dat de verlaging van hmv, niet in beeld is bij het bepalen van de veranderingen in de bodemchemie, ten opzichte van de situatie in de nul-toestand. maar let op juist met dat cruciale gegeven doet het RIVM en al haar partners, niets bij het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit.

Uit het Handboek Melkveehouderij, dat de WUR recent heeft samengesteld, blijkt dat hmv zich voor gras, op basis van de assimilatie curve, zich uitsluitend mag bewegen tussen {l, h} = {0.4, 1.2}m -mv. Voor deze waarden is het mogelijk om óók voor grootschalige toepassingen schadevrije winvelden te ontwerpen voor een hydrologie horizontaal of hellend.

Dus als het RIVM stelt dat zij met het LMG mest van agrarische oorsprong vaststellen, dan bestaan er vreemd genoeg, ook winvelden, met een andere opstelling van pompputten, die het zelfde debiet Q(t) kunnen winnen, waarbij het RIVM geen mest van agrarische oorsprong aan zal treffen, omdat deze door het gewas kon worden geassimileerd.

---

Bovendien laat ik zien dat hetzelfde probleem bestaat in natuurgebieden, waar bodembacteriën, via het proces van natuurlijke nitrificatie mest aanmaken. Het gevolg daarvan is dat het RIVM ook, afhankelijk van de meetopstelling, mest van natuurlijke oorsprong aan zal moeten treffen.

---

Hieruit volgt dat Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit,  geen monitoring programma is. Zolang er vele andere oorzaken kunnen zijn voor de mest verliezen naar de bodem, is het LMG onbruikbaar om bestuurlijke en of juridische maatregelen te ondersteunen.

Vanwege het feit dat de causale verbanden niet goed vastliggen door het LMG, kan de informatie ook niet goed gebruikt worden bij het ondersteunen van hydrologisch onderzoek.

---

Het LMG is, in z'n huidige opzet, gewoon niet geschikt om de mest verliezen naar de bodem in beeld en onder controle te brengen.

Dat kan een ontwerper wel, die kan alle ongewenste effecten in kaart brengt om op basis daarvan een schadevrij winvelden te realiseren.

---

Met name de mest verliezen naar de bodem, en de aanwezigheid van gewasbeschermers hangen af van de assimilatie van bemest bodemvocht in de onverzadigde zone. De assimilatie curve is bepalend voor de mogelijkheid van opname van dit bemeste bodemvocht als functie van de hoogte hmv van de grondwaterspiegel, ten opzichte van het maaiveld.

Dat geldt ook voor het ontstaan van een zure sulfaatbodem en het ontstaan van kristalhelder grondwater doordat kwelstroom die een bodempassage heeft gehad door een gebied met denitrificerende bodembacteriën. Deze processen moeten een aparte plaats krijgen in de beschrijving van de bodemchemie. Pas dan gaat verkennende onderzoek naar de aanwezigheid van een schadelijke stof, over in een monitoring programma. We lossen het probleem van de bodemchemie op door gebruik te maken van het gebod om de doelen te realiseren. Zo kunnen alle chemische processen waarvan de uitkomst mede afhangt van de verlaging van de grondwaterspiegel onder controle worden gebracht.

Een bijzonder geval

Het komt dikwijls voor dat er een bijzonder grote schade ontstaat aan de gewassen in de omgeving van een winveld. In zulke gevallen is het nuttig om te kunnen beschikken over een standplaats vergelijking met als doel om fouten op te kunnen sporen.

De oorzaak is de diepte ontwatering van het winveld, c.q. de te grote verlaging van de grondwaterspiegel door de drinkwatersector, maar het RIVM is van mening dat zij mest hebben vastgesteld van agrarische oorsprong. Die uitspraak van het RIVM suggereert dat er sprake is van overbemesting, en de ecologen van de WUR en het PBL gaan daar in mee. Maar als 95% van de mestgift naar de bodem verloren gaat, zullen we allereerst na moeten gaan wat de oorzaak kan zijn van de hoge mest verliezen naar de bodem, want als we de oorzaak niet kennen kunnen we het doel een stikstof concentratie van 50mg/l in de bodem, ook niet realiseren. Een noodzakelijke voorwaarde om een stikstof concentratie in de bodem te kunnen halen is, dat we eerst een realisatie van volledige assimilatie van meststoffen nastreven. Daartoe moeten de volgende stellingen voldaan worden.

realisatie (volledige assimilatie)

(assimilatie predicaat &

 bemesting voorwaarde &

 natuurlijke nitrificatie predicaat &

 depositie voorwaarde)

De stellingen zijn ofwel een predicaat, dit is een eis te stellen aan hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld, die alleen voldaan kan worden door de drinkwatersector, of een voorwaarde die is uitgedrukt als een mestgift in [kg/m²] die voldaan kan worden door de agrariërs maar ook door de bodembacteriën. Dat laatste is lastig voor de drinkwatersector, die graag problemen oplost met wetgeving. Het probleem is dat je bodembacteriën de wet niet voor kunt schrijven. Het enige predicaat met een negatieve bijdrage aan de mestbalans is het assimilatie predicaat. Daardoor speelt het assimilatie predicaat zo'n belangrijke rol bij de realisatie van het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen.

Bewust ontregeld

Er is niets mis met het zoeken naar manieren om de winst van de drinkwatersector te vergroten. Maar als je dat doet door de schade te negeren, zul je het probleem dat je geacht wordt op te lossen, juist verergeren en niet meer op kunnen lossen. Dit was het geval toen hydrologen de achtergrondverlaging hadden ontdekt, waarvoor geen bekende grondwaterformule bestond. Wie in zo'n geval toch verder gaat zonder gericht onderzoek, is niet slim bezig. Om met dit onderwerp verder te kunnen komen is het nuttig om kennis te nemen van hetgeen je niet kunt zien, maar wel moet weten en begrijpen.

Een cruciaal onderdeel van het onderzoek dat ernstige fouten bevat, wordt beschreven door de zeer eenvoudige formule voor het berekende schade percentage.

Sberekend = max (0, Swerkelijk - 80%)

Hier staat dat tot 80% van de werkelijke schade niet meer ter zake doet, waardoor de schuldenaar carte blanche heeft om de winst op peil te houden. Er is echter een nadeel, de mest verliezen naar de bodem stijgen met de toename van de winst, als beschreven door prof. M.P.F. Bierkens. Dit is heel nadelig voor de drinkwatersector, waardoor de winvelden het ene na het de andere problemen met de bedrijfszekerheid te

Stand van de wetenschap

Een groep van hydrologen heeft het mogelijk gemaakt om nauwkeurige simulaties van de hoogte van de grondwaterspiegel hmv te maken door de stormachtige ontwikkelingen in de elektrotechniek te combineren met een nauwkeurige karakterisering van de bodem. Daardoor is het nu mogelijk om op regionale schaal de hoogte van de grondwaterspiegel hmv te bepalen ten opzichte van het maaiveld in de nul-toestand en bij winning.

Met deze techniek is het mogelijk om de mest verliezen naar de bodem nauwkeurig te bepalen als functie van de hoogte van hmv, als beschreven in het hoofdstuk wat je niet kunt zien. Hiermee kun je met gemak afkomen van de fouten van 80% die mogelijk werden gemaakt door de introductie van de achtergrondverlaging. De drinkwatersector heeft nu al enige tijd een concept dagvaarding ontvangen bedoeld om de achterstallige vergoedingen, conform art. 7.18 waterwet alsnog te vergoeden.

Die juridische procedure is ook uiterst nuttig om een indruk te krijgen van de mest problemen die nu, door handelen, van diverse instituten zoals het RIVM, de WUR, het PBL, de provincies en de EU, 'geheel ten onrechte' worden toegerekend aan de agrariërs. Door gebruik te maken van een synthese methode waarbij een winveld wordt  ontworpen zodanig dat er wel water kan worden gewonnen, zonder dat er mest verliezen naar de bodem ontstaan, kunnen we vaststellen dat de problemen realiseerbaar zijn.

Stand van de wetenschap

terwijl zij, naar het zich laat aanzien volledig zijn ontstaan door schade veroorzaakt door de drinkwatersector.

Maar schadevrije winvelden zijn ook belangrijk om bepaalde delen van het klimaatprobleem op te lossen. In dat kader is al in 1993 een ¹interessant symposium gehouden naar aanleiding van het afscheid van Prof. J.C. van Dam als hoogleraar hydrologie aan de TU Delft. Het is aan te bevelen om het klimaatprobleem nog te onderwerpen aan nader onderzoek, want de waterleidingbedrijven klagen wereldwijd steen en been dat er geen water meer uit de kraan komt. Het is echter interessant om te ²zien hoe prof. C.J.E. Schuurmans, van het KNMI schrijft over warmte transport naar de polen in relatie tot de hydrologie, en de hoeveelheid water gebonden aan de bodem,

Ik gebruik de resultaten van het werk van prof. R.A. Feddes, maar nu voor grootschalige winvelden, als voorgesteld door prof. J.J. de Vries, tijdens de polemiek over de achtergrondverlaging, daartoe houdt ik rekening met de natuurlijke schaal ρ van het winveld, en de bijbehorende puntspreidfunctie, omdat ik weet dat dunne watervoerende lagen zich gedragen als een halfgeleider, waarvoor de Laplace voorwaarden niet geldig zijn, daarbij gebruik ik de technieken die nodig zijn om winvelden te realiseren met een minimale verlaging, die gelijk is aan de winningsverlaging en door de hydrologen de achtergrondverlaging werd genoemd.

Het was prof. C. Van den Akker die als eerste de winningsverlaging, had bepaald voor het winveld te Terwisscha. Er was veel kritiek op het werk van prof. C. van den Akker, niet omdat het slecht was, maar omdat de achtergrondverlaging volgens sommige onderzoekers niet verklaard kon worden met behulp van de beschikbare kennis.

dilettantisme in de hydrologie

 een andere uitkomst wilde die gunstiger was voor de drinkwatersector. Ik gebruik echter de waterbalans en het concept van communicerende vaten, waarbij binnen een straal met een 2R omgeving, in combinatie met convolutie om de stationaire winningsverlaging tot in detail te kunnen benaderen voor een hydrologie horizontaal en hellend samen met signaalprocessing algoritmes op meerdere plaats (x,y) schalen (X) en tijd (t) schalen (T), gebaseerd op de natuurlijke schaal van het winveld.

1. Symposium: Veranderingen in het Hydrologisch Klimaat. TU Delft, 26 mei 1993.
2. C.J.E. Schuurmans, Hydrologie en klimaat, in 1.
3. R.A. Feddes e.a., Watertransport in de onverzadigde zone, in 1.
4. C. Van den Akker, Geohydrologie in dienst van mens en milieu, in 1.
5. 
   

Het meetnet grondwaterkwaliteit

In

Het kan zijn dat er een chemische wasserij in het winveld is gevestigd. Zoiets moet het geval geweest zijn toen prof. C. Van den Akker, z'n computer programma voor het berekenen van de stroming in een winveld klaar had.

In het Amsterdamse leidingwater werd een grootschalige verontreiniging met vlekkenwater gevonden

De volledige assimilatie die noodzakelijk is om de stikstof concentratie naar de bodem onder de waarde van 50mg/l te brengen, zal worden gerealiseerd als:

Alterra had die waarden inderdaad berekend in het kader van haar wettelijke taak, daarbij sluit Alterra overbemesting uit. De resultaten berusten daarom niet op metingen van de stikstof concentratie, maar op gemeten waarden van de Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaar} Grondwaterstand van vele punten (x,y) te meten, om zo met de (GHG, GLG, GVG) waarden, de grondwaterspiegel hmv(x,y,t) te beschrijven.

De drinkwatersector had al enige tijd een eigen onderzoeksbureau, dat al snel een foutje dacht te hebben gevonden in het werk van Alterra, die altijd met de gemeten drinkwaterspiegel werkte. Het idee was dat je veel beter direct uit kunt gaan van de grondwaterformule van Dupuit, die de transportverlaging van het winveld beschrijft.

Maar het onderzoeksbureau maakt hier een cruciaal foutje, de verlaging van een winveld is, voor een hydrologie horizontaal, die verondersteld werd, de oneigenlijke som van de winningsverlaging groot 0.2m en de (optionele) transportverlaging.

Ze gebruiken gemeten resultaten van peilbuizen, die de grondwaterspiegel beschrijven ten opzichte van NAP en zetten deze waarden om naar waarden ten opzichte van met maaiveld, door gebruik te maken van het AHN bestand, dat de hoogte van het maaiveld beschrijft voor elke locatie (x,y) in het winveld A en z'n omgeving.. Vervolgens wordt deze grondwaterspiegel vergeleken met de resultaten van Alterra. Daarbij wordt vastgesteld dat beide resultaten afwijkend zijn, op een manier die niemand kon verklaren. Het verschil, de winningsverlaging, die door de onderzoekers de achtergrondverlaging werd genoemd heeft een waarde van 0.2m voor horizontaal en vlak en 0.4m voor horizontaal en lensvormig, zoals dat het geval was in  Terwisscha. Prof. C. Van den Akker heeft vele publicaties geschreven waaruit blijkt dat je de winningsverlaging niet mag verwaarlozen, maar zijn alumni dachten daar anders over, en dat kwam de drinkwatersector wel goed uit.

In een ontwerpprocedure moeten we keuzes maken tussen alternatieven, dan speelt nauwkeurigheid een ondergeschikte rol, als blijkt dat we kunnen kiezen voor een alternatief dat véél beter is. Als we de schade willen minimaliseren is het veel belangrijker dat het assimilatie predicaat, dat zorgt voor een maximale groei voldaan wordt, dan dat de schade nauwkeurig berekend kan worden. Daarom willen we dat l < hmv ≤ h voldaan wordt, met {l, h} = {-1.2, -0.4}m mv voor landbouwgrond. Deze waarden voorkomen droogte schade, en maken het uitrijden van mest in het voorjaar ook mogelijk.

Maar er was één héél groot probleem, de mest verliezen naar de bodem werden door deze berekening niet kleiner. Het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen zijn hierdoor definitief niet meer realiseerbaar.

Bovendien was het ook een probleem voor de drinkwatersector zelf, doordat ze nu alle schadelijke stoffen waar ze zich met behulp van maatregelen die de politiek zou moeten nemen, tegen wilden beschermen, vanwege hun eigen verdienmodel, via het grondwater binnen krijgen, zoals uit de onderstaande figuur blijkt.

De onbegrepen winningsverlaging

In het hoofdstuk hydrologie horizontaal  leg ik uit dat de verlaging van een winveld gelijk is aan de oneigenlijke som van de winningsverlaging, groot 0.2m en de (optionele)transportverlaging groot 2m..4m afhankelijk van de bodemparameters en het gemiddeld te winnen debiet Q(t). Wie, zoals de Alterra medewerkers, de grondwaterstanden bepaalt met behulp van een grondboor, als de Gemiddeld (Hoogste, Laagste, Voorjaar) Grondwaterstand, ten opzichte van de hydrologische bodem, meet altijd de som van de winningsverlaging en de transportverlaging. Maar in deze moderne tijd kunnen we ook drukopnemers gebruiken en rekensoftware zoals Matlab om via de formule van Dupuit de berekende grondwaterspiegel hmv te bepalen. In dat geval wordt de winningsverlaging niet meer gemeten. De onderzoekers van de drinkwatersector noemden de winningsverlaging de achtergrondverlaging om aan te geven dat het ging om iets dat niet te verklaren was met de beschikbare kennis. Dat was wel het zwakste argument dat ik ooit gezien had, maar de consequentie was dat de waarde van hmv verhoogd werd met de constante c=0.2m die ik gebruik om de toepassing van de achtergrondverlaging te beschrijven, c=0 moet gebruikt worden om de werkelijke schade te beschrijven. Voor het geval horizontaal en lensvormig dat in het Friese Terwisscha geldig was, geldt zelfs c=0.4m.

Bovendien kon die constante c  gewoon opgeteld worden bij de gemeten GxG waarden die Alterra gebruikte om de gemeten grondwaterspiegel te beschrijven. Dit had als gevolg dat agrariërs verteld kon worden dat er een fout van Alterra werd gecorrigeerd, meer niet. De adviescommissies CDG en ACSG, die het Alterra programma voor de berekening van de schade, op de een of andere manier in handen hadden gekregen, waren daardoor in staat om via een correctie op de achtergrondverlaging, droogte schade berekeningen uit te voeren die het mogelijk maakten om veel lagere compensatie vergoedingen conform art. 7.18 waterwet, uit te keren.

Prof. M.P.F Bierkens omschrijft dit als voorzitter van de NHV in z'n presentatie over dit onderwerp als volgt:

het Alterra programma gebruiken, om daarmee op grote schaal onjuiste schadeberekeningen die aansluiten op het Alterra werk van jaren.

 de constante c optellen bij de GxG waarden die de grondwaterspiegel hmv beschrijven.

De Alterra medewerkers hadden bij het meten van de grondwaterspiegel, gewoon de winningsverlaging als onderdeel van de verlaging meegenomen, zoals het hoort als je hmv meet, en dus helemaal geen fout gemaakt. Desondanks werd er een voorbeeld gesteld: een Alterra medewerker die in collegiaal overleg via publicaties het probleem wilde oplossen, werd ontslagen.

De consequentie was zeer ingrijpend, omdat er door vol te houden eigenlijk geen mogelijkheid meer is om zonder groot gezichtsverlies winvelden te gaan gebruiken zonder transportverlaging, maar dat is wel nodig als we de doelen willen realiseren en willen voorkomen dat de belastingdruk zeer hoog wordt voor projecten die zonder duidelijke doelstelling gestart worden en daardoor helemaal vastlopen.

In de periode dat het thema achtergrondverlaging nog onbeslist was, maakte prof J.J. de Vries een belangrijke opmerking, hij stelde dat er mogelijk sprake was van een schaal probleem. Hoe je zo'n probleem aanpakt laat ik zien in het hoofdstuk hydrologie horizontaal.

Schaal problemen hebben elektrotechnici ook opgelost bij het ontwerp van grote geïntegreerde schakelingen. De eersten die begrepen dat er een speciale kijk nodig was om die problemen aan te pakken waren de iconen van het chip-ontwerp, prof. Lynn Conway en prof. Carver Mead, zij stimuleerden het onderzoek en het onderwijs door een veel grotere groep ontwerpers toegang te geven, via gedeelde ontwerpen, die de dure productie faciliteiten deelden, maar ook door ontwerpproblemen toegankelijk te maken voor een breed publiek.

In het vakgebied der hydrologie zien we ook dat de problematiek rond de schaal van een winveld met een zeer beperkte dikte D van de watervoerende laag, cruciaal is voor de vooruitgang in het vakgebied. Omdat de hydrologen bereid waren om hun opdrachtgever te steunen is diezelfde opdrachtgever een doodlopende weg ingeslagen, een weg waarop keren nauwelijks mogelijk is. Waar we het schaal probleem bij het ontwerp van grote geïntegreerde schakelingen nu al jaren lang onder de knie hebben, worstelt de hydrologie nu al sinds 1942 met deze problemen, die goed oplosbaar zijn, vooropgesteld dat er een nieuw elan komt.

Voor een hydrologie hellend zijn vele van de regels die ik

Er was een breed gedragen vermoeden dat nitraat, c.q. stikstof, in het grondwater voor het grootste deel uit de landbouw komt, maar in de tijd van de dinosauriërs was er géén landbouw, maar er was ook toen wél een vruchtbare, en bemeste aarde, die begroeid was en die daarom alles in zich had om de Dino's te voeden. De aandachtige lezer zal nu al wel begrijpen dat je niet zomaar de landbouw of de agrariër kunt beschuldigen zonder een monitoring programma te gebruiken.

Per definitie schoon

De drinkwatersector ging er voordat prof. C. Van den Akker aan z'n promotie werk begon, van uit dat: Het grondwater per definitie schoon was en dat al het vuil dat we in de bodem stopten vanzelf werd afgebroken. De bodem wist overal wel raad mee.

Dat bleek opeens tegen te vallen toen in de jaren zeventig grootschalige grondwaterverontreinigingen werden ontdekt.

In het Amsterdamse drinkwater werd bijvoorbeeld het vlekkenwater, trichloorethyleen, aangetroffen. Men wilde weten hoe dat kon en waar dat vandaan kwam. Met mijn hulp kwamen ze erachter dat het tri al in de Gooise bodem zat, waar het drinkwater werd gewonnen. Het computermodel van mijn promotieonderzoek kon uitrekenen waar het water, dat uit de bodem werd onttrokken, vandaan kwam.                                           

Dit is een voor de hand liggende methode als het gaat om een groot scala van vreemde chemische stoffen die vrij in het grondwater kunnen bewegen. Maar mest stoffen zijn geen vreemde stoffen, maar zij zijn het het intermediair tussen de stikstof kringloop in de bodem en de koolstof kringloop in de lucht. Het is van groot belang voor de realisatie van het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen, dat deze essentiële koppeling tussen beide kringlopen niet worden verstoord door een onnodige verlaging van de grondwaterspiegel. Prof. C. Van den Akker had, met een van de eerste grondwatersimulatoren, een essentieel probleem opgelost voor het grondwaterbeheer. Door de verdere ontwikkeling van de micro-elektronica kunnen wij nu veel meer dan Cees Van den Akker indertijd kon met hele bakken ponskaarten.

De drinkwaterbedrijven en provincies hebben daar toen heel Nederland mee doorgerekend. Voor elk pompstation werd de beschermingszone bepaald waarbinnen geen vervuilende activiteiten mogen plaatsvinden.

De drinkwatersector zag de genoemde beschermingszones als essentieel voor haar bedrijfsvoering, en zorgde ervoor dat die zones werden opgenomen in de wetgeving.

Meetnet Grondwaterkwaliteit

Men zorgde er ook voor dat het RIVM het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit op ging zetten waarmee het grondwater bemonsterd kon worden, met een meetopstelling volgens de onderstaande figuur.

Die laatste 0.2m kan binnen het winveld A met effectieve winningsstraal R, ook nog geëlimineerd worden, maar daartoe moet dan wel de grondwaterspiegel in de omgeving, tussen R en 2R, waar het kwelwater normaal ontstaat, met 0.2m worden verhoogd, dit grondwaterniveau dat ook wel de hydrologische bodem wordt genoemd, moet dan wel met aanpassingen in het landschap, zoals verhogingen, dijkjes etc., opdat oppervlakte water kan infiltreren, verhoogd worden. Let echter wel op er zijn maar zeer beperkte mogelijkheden om met een enkele stuw in te grijpen, het grondwater stroomt vaak gewoon onder dit soort middelen door.

Het is niet erg slim om natuurherstel te realiseren op kavel niveau door het maaiveld af te graven. Het maaiveld heeft een ontstaansgeschiedenis waarin de neerslag, de laagsamenstelling van de bodem (zie ook hydrologie horizontaal) de beworteling van de toplaag door pionier gewassen, etc. alle een rol gespeeld hebben. Als je dat toch doet ben je meer bezig met natuurverandering een proces met ongewisse uitkomsten, niet alleen voor het perceel van de baron, de graaf of de multimiljonair, maar ook voor de omgeving.

 stuwtjes, veranderen het dynamische gedrag van het systeem en nooit de stationaire oplossing.

Formeel heb ik hiermee al beschreven wat er moet gebeuren om de situatie uit de nul-toestand te herstellen.

Die laatste 0.2m kan binnen het winveld A met effectieve winningsstraal R, ook nog geëlimineerd worden, maar daartoe moet dan wel de grondwaterspiegel in de omgeving, tussen R en 2R, waar het overtollige water als kwelwater wordt af gevoerdρ ontstaat, het grondwaterniveau dat ook wel de hydrologische bodem wordt genoemd, in de omgeving 0.2m hoger worden gemaakt.

Formeel heb ik hiermee al beschreven wat er moet gebeuren om de situatie uit de nul-toestand te herstellen.

Het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit, (LMG) is niet bruikbaar als het gaat om de waarom vraag. Daardoor blijft de verlaging van de grondwaterspiegel geheel buiten beeld, en het wordt nog gekker als alle rijksadviseurs van de sector nog uitsluitend naar de lucht kijken. De wet wordt bovendien zo ingericht dat onschuldigen, schuldig worden door de wet en regelgeving en door niets anders. De staatsmachten zijn niet alleen blind voor mens en recht. Maar ook voor natuur en het klimaat.

Dat er een verlaging optreedt is onbetwist en het is eenvoudig om voor een hydrologie horizontaal aan te tonen dat de stationaire verlaging ontbonden kan worden in de winningsverlaging die samenhangt met het winnen van een deel van de neerslag zonder noemenswaardige horizontale doorstroming van de watervoerende laag waardoor de netto verlaging groot 0.2m erg klein is, en een (optionele) transportverlaging, met een maximale verlaging van 2m ... 4m. De transportverlaging is optioneel en dus niet nodig. Deze beide verlagingen vormen samen de oneigenlijke som, die niet kan bestaan zonder winningsverlaging. Dit is een essentiële verfijning van het resultaat van prof. C. Van den Akker die voor het winveld te Terwisscha, aantoonde dat er werd gewerkt met een correcte waarde van de transportverlaging, maar dat de winningsverlaging, die de achtergrondverlaging werd genoemd ontbrak. Prof. M.P.F. Bierkens licht toe wat er aan de hand was"

Als je een deel van de verlaging verklaart uit de achtergrondverlaging, dan heeft dat veelal een groot effect op de berekende schade van een winning.

De maximale groei van een gewas g, hangt bij gelijke meteorologische omstandigheden af van de gerealiseerde fotosynthese en de inname van bemest bodemvocht. In bossen wordt in de onverzadigde zone mest aangemaakt uit bodemlucht, door bodembacteriën, die zich bevinden in de waterfilm die zich via adhesie hecht aan de korrels van de bodem. Dit proces noemen we de natuurlijke nitrificatie. De aanmaak van mest stopt op geleide van de pH, waardoor er in de waterfilm een constante maximale mestconcentratie ontstaat. In landbouwgebieden wordt, gerekend over het hele teeltseizoen, net zoveel mest ingebracht als in een natuurgebied wordt aangemaakt. Als er in een landbouwgebied minder mest wordt aangevoerd, kunnen aanwezige bodembacteriën, de mestgift aanvullen.

Naarmate de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld lager komt te staan, neemt de dikte van de waterfilm exponentieel af, we kunnen dit beschrijven met behulp van een hoogte h½ waarbij de dikte van de waterfilm halveert. Voor een gewas g bestaat derhalve een laagste hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld g.l waarbij een maximale groei van het gewas net niet meer mogelijk is. We zeggen in dat geval dat er droogte schade ontstaat, waardoor er op het eind van het teeltseizoen mest verliezen naar de bodem zijn ontstaan. Gelijktijdig neemt de gewasverdamping af, krult het blad en verwelkt het gewas.

is waarbij het gewas g Ook die hypothese is vals, zoals uit de bovenstaande figuur blijkt. Zolang er voldoende bemest bodemvocht is binnen het bereik van de wortels van het gewas, dragen gewassen in landbouw gebieden onder gelijke omstandigheden in gelijke mate bij aan de groei bij zolang de stofwisseling van de gewassen vergelijkbaar is. De mest wordt in natuurgebieden gemaakt door bodem bacteriën. Het proces dat de mest uit bodemlucht maakt wordt de natuurlijke nitrificatie genoemd.

in zo'n geval de mest die op landbouwgrond werd de af en toe nogal woeste Dinkel wat in bedwang moest houden, om de vele overstromingen tegen te gaan omdat ze die zelfs het centrum van Almelo bereikten, moest beschermen. Beter kun je het niet hebben moet de gedachte geweest zijn. Maar die gedachtegang klopte niet. Er was sprake van een hydrologie hellend. In dat geval is er sprake van een doorgaande trend, die het sterkst merkbaar is in de natuurgebieden Stroothuizen, Punthuizen en Vrijdijk.

In 2024 lezen we op een groot bord, dat dit natuurgebied opnieuw ontwikkeld moet worden.

Er moet een oplossing komen voor het existentiële probleem. We moeten weten wanneer het natuurdoel gerealiseerd is.

Merk op dat alle operaties met & en | kunnen worden uitgebreid tot een willekeurig aantal operanden. Bij convergentie naar nul hoeven we geen aandacht te besteden aan dan en slechts dan voorwaarden. Dit heeft als voordeel dat een extra goed doel achteraf eenvoudig toegevoegd kan worden. Je kunt in zo'n geval eenvoudig strengere eisen formuleren als blijkt dat er nog aandacht voor een extra detail nodig is. Op die manier ontstaat wetgeving die inzichtelijk is en indien nodig uitbreidbaar.

---

1. Wie is Wie in Overijssel, J.B Bernink.
2. Canon van Nederland, Meester Bernink.
3. Wikipedia, Johannus Bernardus Bernink.
4. Darwin (),

realisatie (volledige assimilatie)

(assimilatie predicaat &

 bemesting voorwaarde &

 natuurlijke nitrificatie predicaat &

 depositie voorwaarde)

De eerste stelling beschrijft de opname van meststoffen door gewassen, de overige drie stellingen beschrijven de mestgift, door agrariërs, bodembacteriën en stikstof depositie. Als een predicaat niet voldaan wordt, dan wordt dat uitgedrukt in de eenheid [m] terwijl de voorwaarden worden uitgedrukt in een percentage van de mestgift. Het RIVM verzorgt één meting van de stikstof concentratie op het eind van het teeltseizoen, daarmee is het onmogelijk om een onderscheid te maken tussen 4 mogelijke oorzaken voor de overschrijding van de stikstof norm van 50mg/l in de bodem. Het RIVM heeft met één meting van de stikstof concentratie onvoldoende gegevens om, een uitspraak te doen over de oorzaak van de norm overschrijding. Dat was wel eenvoudiger toen prof. C. Van den Akker, in zijn proefschrift aantoonde dat de trichloorethyleen die in het Amsterdamse kraanwater zat ook al voorkwam in het grondwater in het Gooi. Vaak helpt het dan om nog een meting te doen, dan krijg je twee vergelijkingen met 2 onbekenden. Ook dat werkt niet goed omdat het hier gaat over drie positieve mest termen gaat, en één negatieve: de assimilatie van mest door het gewas, maar het feit dat er een negatieve bijdrage is levert wel de sleutel tot de oplossing die prof. R.A. Feddes heeft gevonden om de mest verliezen naar de bodem, veroorzaakt door waterwinning te kunnen bepalen.

Het is handig om alles dat met stikstof te maken heeft uit te drukken in procenten van de mestgift die door assimilatie kan worden opgenomen. Aan het tabelletje zien we dat de stikstof depositie zo klein is dat dit geen serieuze invloed heeft op de realisatie van volledige assimilatie. Let echter op: De mestgift en de actuele mate van assimilatie van meststoffen wordt uitgedrukt in [kg/m²] terwijl concentraties worden uitgedrukt in [kg/m³]. Als de meststoffen die verloren gaan naar de bodem worden uitgesmeerd over een groot hoogte verschil, werkt het monitoring programma niet goed, immers dan wordt een groot deel van de jaarlijkse mestgift vertaald naar een lage bijdrage aan de stikstofconcentratie, die pas op termijn een hoge waarde opbouwt. Daarom is het belangrijk te weten dat hoog in de watervoerende laag denitrificerende bodembacteriën in staat zijn om elk jaar de stikstof concentratie naar waarden beneden 50mg/l kunnen brengen, vooropgesteld dat het grondwater gespreid gewonnen wordt, want dan benaderen we de situatie uit de nul-toestand het best, ook wat de realisatie van de stikstof concentratie in de bodem betreft.

De techniek die prof. C. Van den Akker heeft ontwikkeld, werkt goed om vreemde stoffen op te sporen, maar voor stikstof hebben we behoefte aan aanvullende technieken. Om te beginnen moeten we testen of de grondwaterspiegel hmv, voldoet aan het assimilatie predicaat als dat niet het geval is, kan teruggegrepen worden op de berekening van de droogte schade door Alterra, liefst met moderne middelen, waarbij de grondwaterspiegel wordt berekend en de assimilatie curve wordt geëvalueerd.

als daardoor de stikstof concentratie

Juist dat is het geval als relatief dicht bij een pompput wordt gemeten. Voor een volledig bewijs, moeten zowel de noodzakelijke en ook de voldoende voorwaarden voldaan zijn.

Actieplan

Het actieplan, van het kabinet Rutte IV dat met behulp van gijzeling van het kabinet tot stand kwam, bestaat uit de wens van de Minister van Algemene zaken: Mark Rutte (VVD), die stelt dat de stikstof concentratie in de bodem beneden de grens van 50mg/l moet worden gebracht, de wens van de Minister voor Natuur en Stikstof: C. (Christianne) van der Wal-Zeggelink (VVD), die wil dat de Stikstof depositie wordt gehalveerd en het achteraf niet eens is met het verslechteringsverbod en Minister: P. (Piet) Adema (ChristenUnie) die perspectief wil bieden voor de agrariërs. Alle onderdelen uit dit actieplan zijn niet realiseerbaar, omdat de onderzoekers meerdere cruciale fouten maken, doordat niemand zich bekommert om het volledige overzicht.

De agrariërs kunnen het probleem niet oplossen dat door grootschalige onttrekkingen van grondwater ontstaat, dat komt omdat de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld, zich buiten het interval g.{l, h} van het gewas g beweegt. Bij de nadere analyse van de hydrologie horizontaal heb ik veel aandacht besteed aan de beschrijving van de verlaging van een winveld, die gelijk is aan de oneigenlijke som  van de winningsverlaging groot 0.2m, en de (optionele) transportverlaging groot 2m ... 4m, afhankelijk van de dikte D van de watervoerende laag, het debiet Q en vele andere parameters die deel uitmaken van de grondwaterformule van Dupuit, als geschetst in de onderstaande figuur.

De drinkwatersector wil graag water winnen uit schone bronnen. Om die reden gebruikt men bij voorkeur een enkele pompput, die in de eerste 5 jaar dat de winning vergund is de transportverlaging vormt, nodig om het grondwater vanuit de effectieve winningsstraal naar de pompput te transporteren. Aan de hand van de vorm van de winningstrechter, worden beschermingszones gedefinieerd, om het winveld veilig te maken. Desondanks heeft Vitens problemen gehad met darmbacteriën zoals de e-colie bacterie, die een zeer gevaarlijke sepsis veroorzaak als deze bacterie in de bloedsomloop terecht komt. Deze bacterie waren ondanks de beschermingszones in rein water kelders terecht gekomen.

Bij het schadevrije winveld in b) ontstaat de zeer kleine winningsverlaging omdat binnen de effectieve winningsstraal R de grondwateraanwas afneemt ten opzichte van de omgeving, met een straal 2R. De winningsverlaging is ook altijd aanwezig, maar de transportverlaging is optioneel. Als we daar profijt van willen hebben, bijvoorbeeld om het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen te kunnen realiseren, dan zullen we het winveld moeten spreiden. Daarbij blijft de effectieve winningsstraal R  gelijk, terwijl de verlaging van het winveld gelijk aan de winningsverlaging groot 0.2m wordt.

We mogen in elk geval niet de winningsverlaging gelijk aan 0 stellen.

Zie voor meer detail het hoofdstuk hydrologie horizontaal.

De achtergrondverlaging

Rond de tijd van de privatiseringen binnen de drinkwatersector viel het binnen de drinkwatersector op dat de compensatie vergoedingen conform art. 7.18 waterwet, met een gemiddeld percentage van 34% dat Alterra berekende wel heel erg groot was geworden. De vergoeding die de agrariërs kregen, werd in eerste instantie bepaald op basis van de mest verliezen naar de bodem, die ontstonden als gevolg van de verlaging van de grondwaterspiegel. Daarbij speelt de assimilatie curve, die het mest verlies bepaalt als functie van de hoogte hmv van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld een belangrijke rol. Voor de winst van de drinkwatersector was een droogte schade van gemiddeld 34% een groot bezwaar, omdat de de agrariërs hiervoor een compensatie vergoeding moesten ontvangen, conform art. 7.18 waterwet. Het geheel niet betalen van de compensatie vergoeding, was ook geen optie, omdat in dat geval de agrariërs in opstand zouden komen omdat hun winst met 34% af zal nemen. Om de eigen winst op peil te houden ging de drinkwatersector kijken of Alterra geen fouten maakte. Ze ontdekten al snel het bestaan van de achtergrondverlaging, een onverklaarbaar verschil, dat ik c zal noemen, tussen de hoogte van hmv de waarde die Alterra door meting bepaalde, en de hmv waarde die men zelf had berekend uit de hoogte van het maaiveld mv en de transportverlaging. Dit verschil is, gegeven de beschrijving van de oneigenlijke som, gelijk aan de winningsverlaging.

Het is me gebleken dat hydrologen niet weten dat de verlaging  van een winveld gelijk is aan de oneigenlijke som van de winningsverlaging, groot 0.2m en de (optionele) transportverlaging, met een maximale grootte van 2m ... 4m in afhankelijkheid van het te winnen debiet Q, de dikte D van de watervoerende laag, en de bodemparameters.

De verlaging van de grondwaterspiegel veroorzaakt, zeer veel schade aan de natuur, en het klimaat doordat de groei van de gewassen uitvalt, met als gevolg dat de gekoppelde stikstof cyclus en de koolstof cyclus niet goed meer functioneren. Het verwelken van de gewassen, zoals een heide gebied en het op grote schaal uitvallen van kwelstromen, maakt het onmogelijk dat het 'Herstel van een natte Twentse Heide' een succes kon worden, ook kristalheldere beekjes en vennen verdwijnen, waardoor  'De schoonheid van Noordoost-Twente' teloor gaat.

Het langdurig negeren van zulke 'details' heeft op het eiland Maui van Hawaii gezorgd voor het ontstaan van catastrofale natuurbranden, die het Rode Kruis ²toeschrijft aan klimaatverandering. Ik hecht er echter grote waarde aan het correct bepalen van de causale verbanden, ook als velen onder ons al verleerd zijn om die verbanden waar te nemen door veranderingen in de natuur waar mogelijk, te herleiden tot de causale oorzaak.

Als de grondwaterspiegel langdurig verlaagd wordt, door een grote transportverlaging in een omgeving waar om diverse redenen veel behoefte is aan water, dan heeft de partij die het water wint de mogelijkheid om een schadevrij winveld te gebruiken, waarvan de verlaging slechts gelijk is aan de winningsverlaging van 0.2m. Op die manier kan het ontstaan van droogte schade effectief worden bestreden, waardoor de drinkwatersector in Nederland in landbouw gebieden, (nagenoeg) geen compensatie vergoeding hoeft te vergoeden, conform art. 7.18 waterwet.

De droogte schade heeft bovendien ook een direct effect op het klimaat, immers door het uitvallen van de gewasverdamping, verdwijnt ook het verkoelend effect dat samenhangt met het verdampen van het water. Er ontstaat een micro klimaat, dat sterk afwijkt van het klimaat gemeten door meteorologen. Het ligt daarom ook zeer voor de hand dat de catastrofale brand die op het eiland Maui (een onderdeel is van Hawaii), is ontstaan nooit had kunnen ontstaan bij een gebod om schadevrije winvelden te gebruiken.

Het is goed dat het Rode kruis eerste hulp biedt, maar we moeten oppassen met causale verbanden, want het ontstaan van droogte schade, kun je niet tegengaan door het klimaatprobleem op te lossen, dat komt omdat we de diepte verlaging die hoort bij het debiet Q, slechts kunnen beïnvloeden door een overgang naar een schadevrij winveld. Daarom kunnen we wel een substantieel deel van het klimaatprobleem oplossen door de invoering van een gebod dat het gebruik van schadevrije winvelden voorschrijft. 

Voor het Rode kruis maakt zo'n analyse weinig verschil omdat het belangrijk is dat de vele slachtoffers van deze geheel onnodige brand, adequaat geholpen worden.

M. de Boo ²heeft het boek van W.H. Dingeldein veelvuldig geraadpleegd, voor het herstel van de natuur in het Natuurgebied Stroothuizen, waarbij de toenmalige Waterleiding Maatschappij Overijssel, en Staatsbosbeheer werden geadviseerd over de vestigingsplaats van het winveld Rodenmors. Ze schrijft: En wat niemand voor mogelijk had gehouden geschiedde: Binnen de kortste keren keerden lang verdwenen plantensoorten als dwergzegge, waterlobelia en wijdbloeiende rus terug. Toen ik het boek van Dingeldein helemaal uit had begreep ik dat dit boek gezien kon worden als de projectaanvraag, die ervoor moest zorgen dat het natuurdoel gerealiseerd zou worden en bij het lezen van nog meer literatuur werd het me duidelijk dat Marjon de Boo een zeer begaafd free lance auteur was, die ook nu nog regelmatig werk verricht voor de WUR, maar ook vele andere opdrachtgevers bedient. In die hoedanigheid hoeft ze natuurlijk geen bijdrage te kunnen leveren aan de succesvolle realisatie van het natuurdoel. Maar toen ik begreep wat het betekende dat Dingeldein had beschreven dat het in 1942 beter ging met de natuur rond de Dinkel, omdat halverwege de oorlog de grondwateronttrekkingen half zo groot waren, werd het me duidelijk dat de kennis over het gedrag van dunne watervoerende lagen, in z'n algemeenheid bijzonder gebrekkig was. Dat was anders in de elektrotechniek, waar in 1985 de overgang werd gemaakt naar grootschalige halfgeleiders, die rond 2020 al een dunne stroomvoerende laag bezitten, niet dikker is dan 7 atoomlagen. En geometrische details hebben van een paar nanometer. In 1985 hebben prof. Lynn Conway en prof. Carver Mead zich als eersten ingezet om de complexiteit van grootschalige schakelingen ook in de praktijk te kunnen beheersen, door prototypes te maken, waarbij iedereen een onderwerp kon kiezen, bijvoorbeeld om te achterhalen hoe groot de lengte van draden kon zijn voordat een signaal te veel verzwakt is om nog bruikbaar te zijn.

niet meer goed aankomt. afstanden waarover signalen op een geïntegreerde schakeling, getransporteerd kunnen worden. Als een promovendus op een bepaald moment, in samenwerking met het CWI een grafische processor had gebouwd met 9 processoren, dan werd je een paar jaar later alweer ingehaald door de stand van de techniek. Je moest, samen met studenten en de industrie, op alle fronten goed mee kunnen komen om nieuwe generaties studenten op te kunnen leiden.

In 2024 staat er, ruim 55 jaar later, op een groot bord dat de natuur opnieuw hersteld moet worden. Als het herstellen van de natuur je hobby is, lijkt dat niet erg, maar als je een wetenschapper bent, zul je moeten  begrijpen, dat jong volwassenen die op 30 jarige leeftijd nog bij hun ouders thuis moeten wonen, omdat er geen betaalbare woonruimte is, niet blij zullen zijn met de onnodige kosten die voortkomen uit onderzoek dat gestart wordt zonder na te denken over de existentiële vraag of het natuurdoel gerealiseerd zal worden.

Het winveld Rodenmors wordt gekenmerkt door een hydrologie hellend, dit behoort tot de lastigste gevallen vanwege de doorgaande trend in de daling van de grondwaterspiegel die ontstaat nadat de winning vergund wordt, en dat is geldig voor een 3-tal natuurgebieden ter plaatse. Het is van groot belang dat we problemen in onderlinge samenhang oplossen, opdat we de natuur eenmalig kunnen herstellen om daar blijvend profijt van te hebben. In het AD en de Stentor ³lezen we: Miljoenenproject voor bestrijden van droogte in Brummen flopt: ‘Te complex geworden’.

Overal waar een grote bevolkingsdichtheid is en/of de hydrologie te ingewikkeld is, kampt het vakgebied der hydrologie met grote problemen. Zie bijvoorbeeld: ⁴De laatste druppel die uit de kraan komt in Kaapstad. Het ligt niet voor de hand dat de brand in het verwelkte gras in Hawaii is veroorzaakt door klimaatverandering, maar doordat het gras was verwelkt door de verlaging van de grondwaterspiegel, want ook in Hawaii willen de bewoners en de hotels mooie groene grasveldjes hebben. Het is doodzonde dat de hydrologen niet eerder wisten hoe dat probleem opgelost kan worden, want ook de vele ⁶problemen in Spanje en elders in Europa en de wereld zijn goed oplosbaar.

De veroorzakers en vele anderen, willen ons doen geloven dat deze problemen voortkomen uit klimaat verandering.  Maar het is juist andersom, heel veel klimaatproblemen worden veroorzaakt doordat het hydrologische probleem niet goed aangepakt wordt. Het aforisme van de D66 coryfee Alexander Rinnooy kan stelt: Wie denkt dat kennis duur is, weet niet wat domheid kost.

In dit geval ontstaat het probleem juist doordat bestuurders graag zo goedkoop mogelijk drinkwater willen leveren. Het effect daarvan is dat er door de verlaging van de grondwaterspiegel, veel mest verloren gaat naar de bodem, waardoor het drinkwater juist duur wordt en de natuur en het klimaat de dupe worden. Nadat in Nederland de drinkwatersector werd geprivatiseerd, zijn de mest verliezen naar de bodem voortdurend groter geworden. De belangrijkste reden was dat de drinkwatersector zelf de schade wilde berekenen, omdat men dacht dat de Alterra medewerkers fouten maakten. Dat bleek niet het geval, de drinkwatersector ging de hoogte van de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld bepalen, op basis van de berekende hoogte van de transportverlaging. Daarbij werd de winningsverlaging over het hoofd gezien, waardoor deze voor het gemak de achtergrondverlaging werd genoemd. Omdat de Alterra medewerkers werkten met de Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaar} Grondwaterstand} was bij hen de winningsverlaging altijd een onderdeel van de werkelijke schade. Door te corrigeren op de 'achtergrondverlaging', ontstond: Sberekend = MAX (0, Swerkelijk - 80%). Dit gaf een uitzonderlijke extra bijdrage aan de winst, doordat de afdrachten voor de schade veroorzaakt door de winning van grondwater, die de drinkwatersector conform art 7.18 drinkwater wet, af moest dragen door de berekening van de drinkwatersector zelf, maar liefst 80% kleiner werd, zonder dat er wat gedaan hoefde te worden aan de oorzaak van de mest verliezen naar de bodem. Dit was gewoon te mooi om waar te kunnen zijn, en dat was het ook. Maar het vervelende is dat het door deze keuze niet meer mogelijk is om de (optionele)transportverlaging die het mogelijk maakt om een synthese procedure te ontwikkelen waarin het fysische probleem, veroorzaakt door de verlaging van de grondwaterspiegel, te scheiden van het probleem van de bodem chemie, vooropgesteld dat de grondwaterspiegel zich beweegt in het interval {l, h}, waardoor we gebruik kunnen maken van het feit dat we een schadevrij winveld maken. Hierdoor zijn ook alle 3 doelen genoemd in het actie programma niet realiseerbaar.

Ik vindt het belangrijk dat de lezer, ongeacht zijn eigen vakgebied, of expertise, zelfstandig kan begrijpen dat:

• De natuur voor het realiseren van een maximale groei, zeer afhankelijk is van de beschikbaarheid van bemest bodemvocht en dat de drinkwatersector daar een belangrijke rol in speelt, omdat de winning van grondwater altijd samengaat met een verlaging van de grondwaterspiegel.
• Dat er door het transporteren van drinkwater, naar de pompput evengoed geen water gewonnen kan worden.
• Dat er een verschil in de snelheid van de grondwateraanwas ontstaat tussen het gebied waarin het water wordt gewonnen, en z'n omgeving, waardoor er een evenwicht zal ontstaan tussen de omgeving en het winveld. Door dat evenwicht ontstaat de winningsverlaging.
• Het schaal concept, heeft te maken met het feit dat de weerstand in de watervoerende laag voor een horizontale doorstroming veel groter is dan de weerstand voor een verticale doorstroming. Een verticale doorstroming is noodzakelijk om water te winnen, terwijl de horizontale doorstroming zorgt voor het transport over een grote afstand. Bij de klassieke winvelden ontstaan alle mest verliezen naar de bodem door de transportverlaging, met als gevolg dat gewassen verwelken en de natuurlijke selectie op grote schaal verstoord wordt.

Alle details zijn correct beschreven in het hoofdstuk hydrologie horizontaal.

---

1. W.H. Dingeldein, Het land van de Dinkel, De schoonheid van Noordoost-Twente, A. Roelofs van Goor, Meppel, 1e druk 1948, 2e 1950, 3e 1959.
2. M. de Boo, Het Herstel van een natte Twentse Heide: Luisteren naar het Landschap. Een uitgave van VEWIN, WMO en groep Midden Betuwe, in samenwerking met Staatsbosbeheer en KIWA NV.
3. Diego Kemps, Miljoenenproject voor bestrijden van droogte in Brummen flopt: ‘Te complex geworden’ AD en de Stentor
4. Bram Vermeulen, De dag nadert dat er geen druppel meer uit de kraan komt in Kaapstad, NOS nieuws, 14 Jan, 2018.
5. 
   
6. Jurriaan van Eerten: Met de droogte komt het besef in Catalonië: een radicale omslag is nodig. 10 Feb. 2024.

Voor het Rode kruis maakt zo'n analyse weinig verschil omdat het belangrijk is dat de vele slachtoffers van deze geheel onnodige brand, adequaat geholpen worden.

M. de Boo ²heeft het boek van W.H. Dingeldein veelvuldig geraadpleegd, voor het herstel van de natuur in het Natuurgebied Stroothuizen, waarbij de toenmalige Waterleiding Maatschappij Overijssel, en Staatsbosbeheer werden geadviseerd over de vestigingsplaats van het winveld Rodenmors. Ze schrijft: En wat niemand voor mogelijk had gehouden geschiedde: Binnen de kortste keren keerden lang verdwenen plantensoorten als dwergzegge, waterlobelia en wijdbloeiende rus terug.

In 2024 staat er, ruim 55 jaar later, op een groot bord dat de natuur opnieuw hersteld moet worden. Als het herstellen van de natuur je hobby is, lijkt dat niet erg, maar als je een wetenschapper bent, zul je moeten  begrijpen, dat jong volwassenen die op 30 jarige leeftijd nog bij hun ouders thuis moeten wonen, omdat er geen betaalbare woonruimte is, niet blij zullen zijn met de onnodige kosten die voortkomen uit onderzoek dat gestart wordt zonder na te denken over de existentiële vraag of het doel gerealiseerd zal worden.

Het winveld Rodenmors wordt gekenmerkt door een hydrologie hellend, dit behoort tot de lastigste gevallen vanwege de doorgaande trend in de daling van de grondwaterspiegel die ontstaat nadat de winning vergund wordt, en dat is geldig voor een 3-tal natuurgebieden ter plaatse. Het is van groot belang dat we problemen in onderlinge samenhang oplossen, opdat we de natuur eenmalig kunnen herstellen om daar blijvend profijt van te hebben. In het AD en de Stentor ³lezen we: Miljoenenproject voor bestrijden van droogte in Brummen flopt: ‘Te complex geworden’.

Overal waar een grote bevolkingsdichtheid is en/of de hydrologie te ingewikkeld is, kampt het vakgebied der hydrologie met grote problemen. Zie bijvoorbeeld: ⁴De laatste druppel die uit de kraan komt in Kaapstad. Het ligt niet voor de hand dat de brand in het verwelkte gras in Hawaii is veroorzaakt door klimaatverandering, maar doordat het gras was verwelkt door de verlaging van de grondwaterspiegel, want ook in Hawaii willen de bewoners en de hotels mooie groene grasveldjes hebben. Het is doodzonde dat de hydrologen niet eerder wisten hoe dat probleem opgelost kan worden, want ook de vele ⁶problemen in Spanje en elders in Europa en de wereld zijn goed oplosbaar.

De veroorzakers en vele anderen, willen ons doen geloven dat deze problemen voortkomen uit klimaat verandering.  Maar het is juist andersom, heel veel klimaatproblemen worden veroorzaakt doordat het hydrologische probleem niet goed aangepakt wordt. Het aforisme van de D66 coryfee Alexander Rinnooy kan stelt: Wie denkt dat kennis duur is, weet niet wat domheid kost.

In dit geval ontstaat het probleem juist doordat bestuurders graag zo goedkoop mogelijk drinkwater willen leveren. Het effect daarvan is dat er door de verlaging van de grondwaterspiegel, veel mest verloren gaat naar de bodem, waardoor het drinkwater juist duur wordt en de natuur en het klimaat de dupe worden. Nadat in Nederland de drinkwatersector werd geprivatiseerd, zijn de mest verliezen naar de bodem voortdurend groter geworden. De belangrijkste reden was dat de drinkwatersector zelf de schade wilde berekenen, omdat men dacht dat de Alterra medewerkers fouten maakten. Dat bleek niet het geval, de drinkwatersector ging de hoogte van de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld bepalen, op basis van de berekende hoogte van de transportverlaging. Daarbij werd de winningsverlaging over het hoofd gezien, waardoor deze voor het gemak de achtergrondverlaging werd genoemd. Omdat de Alterra medewerkers werkten met de Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaar} Grondwaterstand} was bij hen de winningsverlaging altijd een onderdeel van de werkelijke schade. Door te corrigeren op de 'achtergrondverlaging', ontstond: Sberekend = MAX (0, Swerkelijk - 80%). Dit gaf een uitzonderlijke extra bijdrage aan de winst, doordat de afdrachten voor de schade veroorzaakt door de winning van grondwater, die de drinkwatersector conform art 7.18 drinkwater wet, af moest dragen door de berekening van de drinkwatersector zelf, maar liefst 80% kleiner werd, zonder dat er wat gedaan hoefde te worden aan de oorzaak van de mest verliezen naar de bodem. Dit was gewoon te mooi om waar te kunnen zijn, en dat was het ook. Maar het vervelende is dat het door deze keuze niet meer mogelijk is om de (optionele)transportverlaging die het mogelijk maakt om een synthese procedure te ontwikkelen waarin het fysische probleem, veroorzaakt door de verlaging van de grondwaterspiegel, te scheiden van het probleem van de bodem chemie, vooropgesteld dat de grondwaterspiegel zich beweegt in het interval {l, h}, waardoor we gebruik kunnen maken van het feit dat we een schadevrij winveld maken. Hierdoor zijn ook alle 3 doelen genoemd in het actie programma niet realiseerbaar.

Ik vindt het belangrijk dat de lezer, ongeacht zijn eigen vakgebied, of expertise, zelfstandig kan begrijpen dat:

• De natuur voor het realiseren van een maximale groei, zeer afhankelijk is van de beschikbaarheid van bemest bodemvocht en dat de drinkwatersector daar een belangrijke rol in speelt, omdat de winning van grondwater altijd samengaat met een verlaging van de grondwaterspiegel.
• Dat er door het transporteren van drinkwater, naar de pompput evengoed geen water gewonnen kan worden.
• Dat er een verschil in de snelheid van de grondwateraanwas ontstaat tussen het gebied waarin het water wordt gewonnen, en z'n omgeving, waardoor er een evenwicht zal ontstaan tussen de omgeving en het winveld. Door dat evenwicht ontstaat de winningsverlaging.
• Het schaal concept, heeft te maken met het feit dat de weerstand in de watervoerende laag voor een horizontale doorstroming veel groter is dan de weerstand voor een verticale doorstroming. Een verticale doorstroming is noodzakelijk om water te winnen, terwijl de horizontale doorstroming zorgt voor het transport over een grote afstand. Bij de klassieke winvelden ontstaan alle mest verliezen naar de bodem door de transportverlaging, met als gevolg dat gewassen verwelken en de natuurlijke selectie op grote schaal verstoord wordt.

Alle details zijn correct beschreven in het hoofdstuk hydrologie horizontaal.

---

1. W.H. Dingeldein, Het land van de Dinkel, De schoonheid van Noordoost-Twente, A. Roelofs van Goor, Meppel, 1e druk 1948, 2e 1950, 3e 1959.
2. M. de Boo, Het Herstel van een natte Twentse Heide: Luisteren naar het Landschap. Een uitgave van VEWIN, WMO en groep Midden Betuwe, in samenwerking met Staatsbosbeheer en KIWA NV.
3. Diego Kemps, Miljoenenproject voor bestrijden van droogte in Brummen flopt: ‘Te complex geworden’ AD en de Stentor
4. Bram Vermeulen, De dag nadert dat er geen druppel meer uit de kraan komt in Kaapstad, NOS nieuws, 14 Jan, 2018.
5. 
   
6. Jurriaan van Eerten: Met de droogte komt het besef in Catalonië: een radicale omslag is nodig. 10 Feb. 2024.

Landbouw in vergelijking met natuur

Als we de stofwisseling in landbouwgebieden vergelijken met de stofwisseling in natuurgebieden, dan zijn er geen fundamentele verschillen. Dat zien we aan de stofwisseling van grasland, vergeleken met de stofwisseling van een bos.

Waterfilm

Vanaf de grondwaterspiegel vormt zich een waterfilm van bodemvocht met een bepaalde dikte. Er bestaat een hoogte h½ met een waarde van zeg ~0.25m voor een zandbodem, waarover de dikte van de waterfilm halveert. Dit geeft een exponentiële afname van de hoeveelheid bemest bodemvocht dat een gewas g op kan nemen door assimilatie.

Niet zomaar van alles middelen

De assimilatie van mest is in hoge mate niet lineair, waarbij de mestgift zinvol op 100% genormeerd wordt.

Daarom heb ik een aantal waarden uit de stikstof balans ook genormeerd op 100%.

Assimilatie van meststoffen

Het is handig om niet te werken met de hoogte van de grondwaterspiegel h(x,y,t) ten opzichte van NAP, maar met de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld, waar het gewas g wortelt.

De grondwaterstand hmv is

hmv(x,y,t)=h(x,y,t) - mv(x,y)

gelijk aan de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld voor een standplaats (x,y) en een tijdstip (t).

De grafiek van de dikte van de waterfilm als functie van hmv bevat een punt g.l, gekarakteriseerd doordat de waterfilm juist voldoende vocht kan leveren voor de maximale groei van het gewas g, het punt g.h, ontstaat doordat de dikte van de waterfilm toeneemt met een factor h½ naarmate hmv toeneemt, met als effect dat de hoeveelheid vocht zo groot wordt dat een gewas als aardappels gaat rotten door een tekort aan zuurstof.

Schade: dunne watervoerende lagen

In praktische gevallen willen we dat de grondwaterspiegel op de hoge zandgronden zich zal bewegen tussen {h, l} = {0.4m .. 1.2m} -mv. De hoge waarde h is belangrijk opdat de bodem voldoende stabiel is om de grond in het voorjaar te kunnen bewerken en te bemesten.

Waar ik m'n best doe om schadevrije winvelden te ontwerpen door een synthese methode te ontwerpen, die het mogelijk maakt om het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen te realiseren, heeft Alterra z'n wettelijke taak vervuld door de schade nauwkeurig te berekenen, om de drinkwatersector alle vrijheid te geven om binnen de grenzen van de wet een winveld te kunnen ontwerpen, waarvan de sector dacht dat paste bij de drinkwatervoorziening.

Wat echter nooit onderzocht werd, en ook niet begrepen werd, was dat een kleinschalig winveldje dat de winbare hoeveelheid neerslag wint Nwinbaar = ¹/3N, een stationaire verlaging heeft, die ik de winningsverlaging noem, groot 0.2m.

Met meerdere winveldjes kun je opschalen naar een winveld dat de winningsverlaging realiseert zonder last te hebben van de transportverlaging, die bij een klassiek winveld een maximale waarde heeft die heel vaak meer dan 2m bedraagt en bij dunnere watervoerende lagen zelfs meer dan 4m bedraagt.

In het hoofdstuk hydrologie horizontaal toon ik aan dat de verlaging van een winveld gelijk is aan de oneigenlijke som van de winningsverlaging, groot 0.2m en de (optionele) transportverlaging, die maximale waarden aanneemt van 2m tot 4m afhankelijk van de schaal waarop het grondwater wordt gewonnen, en de actuele dikte van de watervoerende laag. Hier staat dus dat het mogelijk is om winvelden te maken met een extreem kleine verlaging. Dat is onmisbaar voor de realisatie van het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen, maar ook voor de bedrijfszekerheid van de drinkwatervoorziening.

Ing. J.J.M Bouwmans, heeft binnen de groep van prof. R.A. Feddes een gedetailleerde berekening gemaakt van de droogte schade op basis van groeiberekeningen van het gewas met korte wortels: gras, voor een groot aantal bodemprofielen, die de verzadigde en de onverzadigde zone karakteriseren. Het spreekt voor zich dat het hier vooral gaat om de assimilatie van mesthoudend bodemvocht met de wortels van het gras in de onverzadigde zone, als functie van waarden van de grondwaterspiegel hmv ≤ g.l.

Daartoe heeft men niet gewerkt met de effectieve assimilatie en bijbehorende gewasverdamping, die ik gebruik om in één tijdstap van het begin van het teeltseizoen naar het eind ervan te gaan, maar werd gewerkt met periodes van 10 dagen en 4 maanden van 30 dagen. Het netto effect is dat de assimilatie van meststoffen toeneemt naarmate de zon hoger komt te staan in de loop van het teeltseizoen, en ook weer afneemt als de zon lager komt te staan. Al met al ontstaat zo een verloop in de assimilatie van bemest bodemvocht dat de vorm van een S curve heeft die van 0% naar 100% loopt en overeenkomt met een snede uit het stijgende  deel van de sinus functie tussen -60 en +60 graden, als de lengte van het teeltseizoen 1/3 is van de jaarcyclus. Dat is de werkwijze om de schade nauwkeurig te berekenen, maar als we geïnteresseerd zijn in een schadevrij winveld, dan kunnen we ons beter beperken tot de eis dat het assimilatie predicaat, g.l < hmv ≤ g.h voldaan zal worden.

Het stochastische model

Agrohydrologen nemen aan dat je met de Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaar} Grondwaterstand, afgekort tot {GHG, GLG, GVG} de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv(x,y,t) goed kunt beschrijven. In het hoofdstuk hydrologie horizontaal, toon ik aan dat toepassing van de Laplace voorwaarden, die veronderstellen dat de watervoerende laag lineair, plaats (x,y) en tijd (t) invariant, en stabiel is, niet geldig zijn op een grote schaal. Omdat grondwaterformules, en de tijdreeksanalyse veronderstellen dat de Laplace voorwaarden geldig zijn,  is het gebruik van deze technieken ook niet toegestaan onder de genoemde omstandigheden.

In de bovenstaande ¹figuur, die een beeld geeft van de kennis van de hydrologie in 1985, zijn ook de effecten van beregening opgenomen, waarbij verondersteld wordt dat het water gespreid onttrokken wordt.

De oplossing voor alles

Ik ben enorm geschrokken van de invloed die de ecologen van de WUR hebben op de nationale TV. De NOS toont een filmpje waarbij een boom spectaculair dood gaat. Er wordt naar de lucht gewezen. De depositie van stikstof zou de oorzaak zijn.

Een foutje is snel gemaakt

Als de Laplace voorwaarden niet geldig zijn kunnen we  natuurlijk wel de grondwaterspiegel h(x,y,t), of liever hmv(x,y,t) meten.

Omdat de stochastische modellen van het grondwaterstandsverloop vals zijn op een grote schaal, doordat de Laplace voorwaarden niet geldig zijn, moeten we ons inleven ontstaat er rond het begin van het teeltseizoen vanuit een curve waarop de GHG ligt, een snelle neerwaartse overgang naar de curve waarop de GLG ligt. De teruggaande overgang wordt gemaakt in het rustseizoen. Daardoor is de schade die elk jaar optreedt groter dan op grond van het getoonde grondwaterstandsverloop wordt verwacht.

Een foutje is gauw gemaakt

Agrohydrologen gebruiken een grondboor om hmv te bepalen op een standplaats (x,y) en een tijdstip (t). Daarbij gebruiken ze de {GXG} waarden: de Gemiddeld {Hoogste, Laagste, Voorjaar} Grondwaterstand.

Hydrologen gebruiken  grondwaterformules, terwijl dat niet is toegestaan bij grootschalige winningen uit dunne watervoerende lagen. Om dat te maskeren, en toch grondwaterformules toe te kunnen passen wordt uitsluitend het stationaire geval geanalyseerd. Af en toe zijn er publicaties waaruit blijkt dat de veelvuldig gebruikte werkwijze ernstige fouten bevat. Maar daar wordt niets mee gedaan.

In het hoofdstuk hydrologie horizontaal, laat ik zien dat de stationaire verlaging van een winveld de oneigenlijke som is van de winningsverlaging, groot 0.2m en de (optionele) transportverlaging met een maximale grootte van 2m tot 4m afhankelijk van de dikte van de watervoerende laag en het ontrokken debiet.

Bij de privatisering van grote delen van de drinkwatersector werd het bij een inventarisatie duidelijk dat de droogte schade bedragen wel heel erg groot zijn. Er werd onderzoek gedaan om die bedragen kleiner te maken. Daarbij werd door de drinkwatersector gewerkt met de transportverlaging, waar het nodig was om met de oneigenlijke som van de winningsverlaging en de (optionele) transportverlaging te werken. De conclusie werd getrokken dat de Alterra metingen fouten zouden bevatten. Op dat moment was een nieuw begrip uitgevonden, de fout die Alterra zou maken werd de achtergrondverlaging genoemd. Door correctie op de achtergrondverlaging ontstond een veel lagere berekende schade.

Synthese procedure

Dit zal gebruikt worden in een 2-traps een ontwerpprocedure, die we in de elektrotechniek een synthese procedure noemen. De Alterra groep heeft deze procedure nader uitgewerkt voor alle schade mechanismen die in Nederland actueel zijn, zoals verzilting en de problematiek in de polders. Er was echter nog één onopgelost probleem, dat hing samen met het feit dat de watervoerende laag zich gedraagt als een halfgeleider, waardoor deze onder andere een instabiel gedrag vertoont. Dit probleem zal ik beschrijven en oplossen.

De bodem wist overal wel raad mee

Prof. C. Van den Akker, schrijft bij z'n afscheid: De drinkwatersector ging ervan uit dat het grondwater per definitie schoon was en dat al het vuil dat we in de bodem stopten vanzelf werd afgebroken. De bodem wist overal wel raad mee. Dat bleek opeens tegen te vallen toen in de jaren zeventig grootschalige grondwaterverontreinigingen werden ontdekt. In het Amsterdamse drinkwater werd bijvoorbeeld vlekkenwater, trichloorethyleen, aangetroffen....

Met de hulp van het promotiewerk van prof. C. Van den Akker kwam de sector erachter dat het tri al in de Gooise bodem zat, waar het drinkwater werd gewonnen.

Het is echter niet voldoende te weten waar het drinkwater wordt gewonnen,  je zult als regel ook de waarom vraag moeten kunnen beantwoorden om een monitoring programma op te kunnen stellen op basis van causale verbanden. Die noodzakelijke stap is nooit genomen.

Voldaan

Ik gebruik het woord voldaan, om aan te geven dat een taak, net als een zakelijke transactie, volgens plan is voltooid. Het monitoring programma moet alle details controleren en als voldaan (waar) bevestigen.

De volledige assimilatie die noodzakelijk is om de stikstof concentratie naar de bodem onder de waarde van 50mg/l te brengen, zal worden gerealiseerd als:

Realisatie (volledige assimilatie)

(assimilatie predicaat &

 bemesting voorwaarde &

 natuurlijke nitrificatie predicaat)

daartoe moeten alle predicaten voldaan worden door de drinkwatersector, terwijl de bemesting voorwaarde voldaan moet worden door de agrariërs.

Het meetnet grondwater kwaliteit

Tussen 1977 en 1985 is onder de leiding van de toenmalige drinkwatersector, het Rijks Instituut voor de Drinkwatervoorziening (RID), het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit (LMG) tot stand gekomen als een poging om de concentraties van alle chemische stoffen in de bodem door meting te bepalen. Dit meetnet is nooit een monitoring programma geweest, want een monitoring programma moet zo ontworpen zijn dat de causale oorzaak van een overschrijding bepaald kan worden. Als we de causale oorzaak niet vast kunnen stellen dan heeft het ook weinig zin om blindelings wetgeving te maken. Dat dat toch gebeurd is illustratief voor het functioneren van de vele ministeries en de leden van de 2^e en de 1^e kamer en uiteindelijk ook voor de EU, die zich, wellicht zonder het te merken, aan laten sturen door de drinkwatersector.

De natuurlijke winningsverlaging

Als een winveld zo ontworpen wordt dat de grondwaterspiegel zich onder invloed van de balans tussen de neerslag N(t) a, met a het areaal van het winveld, zich uitsluitend beweegt in het interval van maximale groei, en als bovendien de agrariërs de bemesting voorwaarde voldoen, dan zal er op het eind van het teeltseizoen geen andere mest meer aanwezig zijn dan hetgeen nodig was om het mogelijk te maken dat het gewas g. maximaal kan groeien.

De assimilatie curve van een gewas g, beschrijft de

Het punt g.l in de assimilatie curve van een gewas g, die de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv als onafhankelijke variabele beschrijft, komt overeen met het punt waarop de dikte van de bemeste waterfilm juist voldoende water kan leveren voor de maximale groei van het gewas g. Daarboven neemt de hoeveelheid bemest bodemvocht exponentieel toe, waardoor de maximale groei in het interval g.{l, h}, nog slechts afhangt van de eigenschappen van het gewas g. Er bestaat ook een punt g.h waarop de hoeveelheid vocht zo groot is dat een gewas als aardappels gaat rotten.

door assimilatie van bemest vocht dat zich door adhesie hecht aan de bodem en van daaruit kan worden opgenomen door het wortelgestel van de planten. Ik spreek over het gewas g, om planten van een bepaalde soort te beschrijven per ha. In natuurgebieden is het heel gewoon dat meerdere gewassen samenleven.

Het is veel erger dan we denken

De te realiseren stikstof concentrate in de bodem was 50mg/l en deze grenswaarde werd uiteindelijk vastgelegd in de omgevingswet. Maar het LMG meet over het algemeen ondiep (~10m -mv) en middeldiep (~25m -mv). Daarbij wordt ook concentratie van meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen bepaald in het grondwater in gebieden met verschillende grondsoorten. Terwijl de assimilatie van deze stoffen door het gewas voldaan wordt als g.l < hmv ≤ g.h het doorslaggevende criterium is.

Zulke diepe metingen zijn nuttig om goed reproduceerbare resultaten te krijgen. Maar op ~10m en ~25m hoort er helemaal geen stikstof meer in de bodem aanwezig te zijn. Een laag met relatief hoge concentraties denitrificerende bodembacteriën vormt een barrière in de toplaag van de grondwaterspiegel, die het mest residu af moet kunnen breken. Dat lukt alleen niet bij zeer hoge mest verliezen naar de bodem.

 deze bodembacteriën gebruiken de energie aanwezig in de meststoffen om de mest in de watervoerende laag ook weer af te breken.

Om die afbraak effectief te laten zijn moet het aantal bodembacteriën in een goede verhouding staan tot de stikstof concentratie. Dit heeft te maken met het feit dat de mest, c.q. stikstofgift een dimensie heeft van [kg/m²], terwijl de stikstofconcentratie een dimensie heeft van [kg/m³]. Bovendien zijn ondiep en diep weinig zinvolle specificaties, als je niet aangeeft of er onder een of meer kleilagen gemeten wordt, die de het merendeel van de mest selectief opvangen, en hoe dik die lagen zijn. Dit impliceert dat het LMG altijd véél te laat een geheel onbruikbare waarschuwing geeft dat de stikstofconcentratie in de bodem inmiddels te groot is. Om die reden is de realisatie van de volledige assimilatie van stikstof een goed bruikbaar criterium om de theorie en de praktische invulling verder vorm te geven.

De natuurlijke winningsverlaging

Als een winveld zo ontworpen wordt dat de grondwaterspiegel zich onder invloed van de balans tussen de neerslag N(t) a, met a het areaal van het winveld, zich uitsluitend beweegt in het interval van maximale groei, en als bovendien de agrariërs de bemesting voorwaarde voldoen, dan zal er op het eind van het teeltseizoen geen andere mest meer aanwezig zijn dan hetgeen nodig was om het mogelijk te maken dat het gewas g. maximaal kan groeien.

De assimilatie curve van een gewas g, beschrijft de

Het punt g.l in de assimilatie curve van een gewas g, die de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld hmv als onafhankelijke variabele beschrijft, komt overeen met het punt waarop de dikte van de bemeste waterfilm juist voldoende water kan leveren voor de maximale groei van het gewas g. Daarboven neemt de hoeveelheid bemest bodemvocht exponentieel toe, waardoor de maximale groei in het interval g.{l, h}, nog slechts afhangt van de eigenschappen van het gewas g. Er bestaat ook een punt g.h waarop de hoeveelheid vocht zo groot is dat een gewas als aardappels gaat rotten.

door assimilatie van bemest vocht dat zich door adhesie hecht aan de bodem en van daaruit kan worden opgenomen door het wortelgestel van de planten. Ik spreek over het gewas g, om planten van een bepaalde soort te beschrijven per ha. In natuurgebieden is het heel gewoon dat meerdere gewassen samenleven.

Onderzoek dat belemmert

Wie als onderdeel van wettelijke taken, niet alle causale verbanden onderzoekt, doet z'n werk niet goed. Dit is zeker in verband met de realisatie van het natuurdoel en het klimaatdoel een belangrijk onderwerp, omdat het van groot belang is dat de overheid, en dus ook het nieuwe kabinet, de uitgaven minimaliseert, terwijl de doelen gerealiseerd worden. Het RIVM schrijft: De ¹meest recente data laten onder meer zien dat de concentraties nitraat in het grondwater in het löss/leemgebied hoog zijn. Dit is ook zo in zandgebieden met landbouw. Nitraat in het grondwater komt voor het grootste deel uit de landbouw. Als we de realisatie van de volledige assimilatie volgen, dan blijkt dat het mogelijk is om schadevrije winvelden te gebruiken. In dat geval komt er in het geheel geen nitraat meer voor in het grondwater als gevolg van landbouw. Merk op dat de drinkwatersector nog kort voordat het LMG werd opgezet, dacht dat al het vuil dat we in de bodem stopten vanzelf werd afgebroken. Als het RIVM langdurig betrokken is bij de grondwaterkwaliteit, is het van groot belang dat zij laat zien dat ze een monitoring programma kan begeleiden. Door te eisen dat alle predicaten en voorwaarden voldaan worden, ontstaat er vanzelf een correct monitoring programma. De bewering dat het Nitraat, c.q. de Stikstof, voor het grootste deel voortkomt uit de landbouw zegt niets, immers we hebben ool al vastgesteld dat hmv zicht uitsluitend mag bewegen in het interval {0.4m ... 1.2m} -mv. We gaan hier gebruik van maken om schadevrije winvelden te maken, die waar mogelijk geen negatieve effecten hebben op de natuur en het klimaat.

Daardoor kon 25-30 miljard €, geheel buiten de begroting om, bemachtigd worden. Het resultaat is dat een centrum rechts kabinet dat met een grote meerderheid werd gekozen, niet gevormd kan worden omdat er maar liefst 17 miljard bezuinigd moet worden.

Ik heb aan de drie ministers van de drie ministeries van het kabinet Rutte III, die op dat moment gegijzeld werden en aan het RIVM een aangetekende brief gestuurd met de bovenstaande standplaatsvergelijking met de groei van mais op de standplaatsen a) en b) en overigens gelijke klimatologische omstandigheden. Uit de groei van de mais in b) blijkt dat de groei van mais met 95% af is genomen. Omdat mais, net als andere gewassen toegang moeten hebben tot voldoende bemest bodemvocht, kon ze normaal tot ontwikkeling komen in a) zoals we kunnen zien aan het niveau van het water in de sloot, in b) is de grondwaterspiegel, gemeten ten opzichte van het maaiveld, waar de mais wortelt, in de omgeving van een waterwinning, te laag geweest om die groei mogelijk te maken. Met als gevolg dat 95% van de maximale mestgift naar de bodem verloren is gegaan omdat het assimilatie predicaat niet voldaan werd. Bovendien weten we uit a) dat de maximale groei in dat jaar wel mogelijk was.

Het RIVM gebruikt niet een monitoring programma dat een verband legt tussen een oorzaak en een gevolg. Zij volstaat met de meting van de stikstofconcentratie die wordt beïnvloedt door 4 oorzaken en schrijft:

De meest recente data laten onder meer zien dat de concentraties nitraat in het grondwater in het löss/leemgebied hoog zijn. Dit is ook zo in zandgebieden met landbouw. Nitraat in het grondwater komt voor het grootste deel uit de landbouw.

Voor de getoonde standplaatsvergelijking is deze conclusie pertinent onjuist. Het heeft weinig zin om slechts de stikstof concentratie te meten als die meting samengaat met fouten groot 95% van de mestgift.

Het is van groot belang dat onderzoekers goed opschrijven wat ze doen, want als de verlaging van de grondwaterspiegel te groot is, moeten we dat probleem oplossen, en ik zal bewijzen dat

het natuurdoel en de klimaatdoelstellingen

heel goed realiseerbaar zijn met schadevrije winvelden,. De inspanningen van TNO, het RIVM, het PBL, de samenwerkende Universiteiten, de stichtingen voor wetenschappelijk onderzoek en ook van het ministerie van onderwijs, en alle goede voornemens hebben geleid tot een actieplan dat tot niets leidt omdat de verlaging van de grondwaterspiegel enorm grote mest verliezen naar de bodem veroorzaakt.

Helaas geen monitoring programma

Dit ¹meetnet kan helaas niet gebruikt worden als monitoring programma, omdat vele meetresultaten niet gekoppeld zijn aan de oorzaak. Wie naar het causale verband vraagt, wil niet weten waar maar door welke oorzaak de stof op de aangegeven plaats (x,y) voorkomt op het eind van het teeltseizoen. De aanwezigheid van vele stoffen kan in het kader van de bescherming van een drinkwaterwinning zinvol gemeten worden met de beschreven meetmethode, maar dat geldt zeer zeker niet voor stoffen zoals stikstof dat een essentiële rol vervult in de kringloop van het leven van de flora en de fauna. Bovendien heeft de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld, als bekend uit de publicaties van prof. R.A. Feddes, een een doorslaggevend effect op de mest verliezen naar de bodem. In de wetenschap is het van groot belang dat onderzoekers om zich heen kijken en de vraag beantwoorden of de resultaten zinvol zijn. Dat is met zekerheid niet het geval als het RIVM stelt dat: De meest recente data laten onder meer zien dat de concentraties nitraat in het grondwater in het löss/leemgebied hoog zijn. Dit is ook zo in zandgebieden met landbouw. Nitraat in het grondwater komt voor het grootste deel uit de landbouw.

Zoals het hier opgeschreven staat, lijkt het alsof de landbouw de oorzaak is van hoge (nitraat) stikstof concentraties in de bodem. Maar uit het bijzondere geval konden we met het blote oog zien dat er gewasdepressies (en dus ook mest verliezen naar de bodem) ontstaan door diepte ontwatering, groot 95% van de mestgift, doordat de drinkwatersector de grondwaterspiegel verlaagt tot ver in het interval van xxx, waardoor het gewas het bemeste bodemvocht niet door assimilatie op kan nemen. Ik acht een gelijktijdige overbemesting niet waarschijnlijk, maar als het RIVM gebruikt wordt om de causale oorzaak van de mest verliezen te verleggen naar de agrariërs, dan moet men niet raar opkijken als de agrariërs, noch de nieuw te vormen regering, daar niet in mee zullen gaan.

---

1. Ir. W. Van Duivenbooden, Ing. L.F.L. Gast, Ir. J. Taat, Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit, eindrapport van de inrichtingsfase, januari 1985
2. F.L. Naus, D. van Gils, T.J. Brussée, Toestand en trend van de ondiepe en middel diepe grondwaterkwaliteit in Nederland zoals gemeten in het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit, 11 oktober 2023
   

Iets goeds doen voor de doelen

Er zijn heel wat fysisch chemische interacties die we het best kunnen beschrijven met het gebod om iets goeds te doen voor de natuur en de klimaatdoelen. Met name gaat het in die gevallen over wat er gebeurt als gevolg van de verlaging van de grondwaterspiegel als gevolg van de winning van grondwater. In die gevallen spreek ik van een predicaat. Dit onderwerp wordt al heel lang bestudeerd door het Staring Center verbonden aan de landbouwhogeschool dat later de naam Alterra kreeg. Onder leiding van prof. R.A. Feddes heeft Alterra daar jarenlang onderzoek naar gedaan, gebaseerd op de kennis van het FAO onderzoek, naar de mest verliezen naar de bodem, als gevolg van de verlaging van de grondwaterspiegel in interactie met de processen in de  bodem, waaronder ook de interactie met de wortels van gewassen in de onverzadigde zone. Dit onderzoek had als doel om conform art. 7.18 waterwet, het schade percentage veroorzaakt door mest verliezen naar de bodem, die een gevolg zijn van waterwinning, die de agrariërs moeten gedogen, te kunnen compenseren.

Midden in de beschermingszone

Er waren weinigen die begrepen dat de grootste vervuiler, midden in de beschermingszone zat. Omdat de winning van water geen meststoffen inbrengt, kan de waarom vraag alleen beantwoordt worden door het verschil tussen de nul-toestand en de situatie bij winning te bestuderen. Dat verschil manifesteert zich door de verlaging van de grondwaterspiegel. Voor een hydrologie horizontaal zijn er twee verlagingen die belangrijk zijn, de winningsverlaging, en de (optionele) transportverlaging.

Je zou kunnen stellen dat beide verlagingen niet mogen bestaan, maar het is niet de bedoeling om de winning van water onmogelijk te maken, maar wel om met minimale schade water te winnen.

Dit maakt de keus wel heel erg eenvoudig we moeten ervoor zorgen dat de transportverlaging verdwijnt. In dat geval realiseren we een grondwaterspiegel, die gemiddeld slechts 0.2m lager ligt dan de grondwaterspiegel uit de nul-toestand. Dit doen we door de afmetingen van de cilinder C(ρ) te bepalen, die maatgevend is voor de schaal waarop het water wordt gewonnen, en binnen het winveld A de cilinders vlak dekkend te 'plaatsen' om  zo een gespreide winning van grondwater te maken. Voor de rol van de Laplace voorwaarden en de consequenties van het feit dat het grondwater de weg van de minste weerstand kiest, en vergelijkbare details verwijs ik naar het hoofdstuk hydrologie horizontaal.

Grote mest verliezen naar de bodem

De mest verliezen naar de bodem waren met 34% gemiddeld, zoals blijkt uit deze stikstof balans:

  en 95% in een bijzonder geval zoals blijkt uit een standplaatsvergelijking, véél te groot. Voor de drinkwatersector die in een fase van privatisering was gekomen, was het zaak om te laten zien dat schaal vergroting en eigen onderzoek helpt.

De compensatie vergoedingen volgens art. 7.18 bleken ondragelijk. Volgens de stikstof en fosfor balans van de ecologen van de WUR en het PBL was  het gemiddelde mest verlies naar de bodem 34% van de mestgift. Dat is inderdaad veel te hoog.

Het is veel erger dan we denken

De te realiseren stikstof concentrate in de bodem was 50mg/l en deze grenswaarde werd uiteindelijk vastgelegd in de omgevingswet. Maar het LMG meet ondiep en diep in de watervoerende laag een stikstof concentratie, dit is nuttig om goed reproduceerbare resultaten te krijgen, maar niet goed om te monitoren, immers zo diep hoort er helemaal geen stikstof meer in de bodem aanwezig te zijn. Dat komt omdat er een laag met een relatief hoge concentratie van denitrificerende bodembacteriën aanwezig is in de toplaag van de grondwaterspiegel, die de energie aanwezig in de meststoffen gebruiken om de mest in de watervoerende laag ook weer af te breken.

Dit heeft te maken met het feit dat de mest, c.q. stikstofgift een dimensie heeft van [kg/m²], terwijl de stikstofconcentratie een dimensie heeft van [kg/m³]. Bovendien zijn ondiep en diep weinig zinvolle specificaties, als je niet aangeeft of er onder een of meer kleilagen gemeten wordt, en hoe dik die lagen zijn. Immers zulke lagen zullen het merendeel van de mest selectief opvangen. Dit impliceert dat het LMG altijd véél te laat een geheel onbruikbare waarschuwing geeft dat de stikstofconcentratie in de bodem inmiddels te groot is. Daarom is de realisatie van de volledige assimilatie van stikstof een goed bruikbaar criterium om de theorie en de praktische invulling ervan verder vorm te geven.