De Laplace voorwaarden

De Laplace voorwaarden impliceren dat  het onderliggende systeem lineair, plaats (x,y) en tijd (t) invariant en stabiel is, en hydrologen gebruiken de diffusie vergelijking om grondwater formules op te stellen onder de aanname dat de Laplace voorwaarden geldig zullen zijn.

• Dunne watervoerende lagen voldoen niet aan deze eigenschap. Het grondwater, volgt afhankelijk van de balans tussen de neerslag N(t)A en het debiet Q(t) de weg van de minste weerstand. De stroombanen waarlangs het water zich beweegt, volgen bij de afwisselingen tussen de seizoenen heel prominent andere paden. Als er in, zeg de gele cilinder water wordt gewonnen afkomstig van neerslag die in een andere cilinder valt.

• We zullen moeten wennen aan het gedrag dat daardoor ontstaat dat een grote overeenkomst heeft met de eigenschappen van halfgeleiders, denk aan een megafoon die de stem niet versterkt als er niet op het knopje wordt gedrukt, of een mobiele telefoon met een lege accu, waarmee je niet kunt bellen.
• We mogen:
• De tijdreeksanalyse,
• Grondwaterformules, en
• Een filter algoritme dat zorgt voor een beperking van het frequentie spectrum in (x,y) en (t), nodig om een meerdimensionale meetreeks, eenduidig af te leiden van een continue vlak, zoals de grondwaterspiegel h(x,y,t) in (x,y) en (t) als gebruikt bij de eenduidigheid stelling van Nyquist-Shannon, slechts toepassen als het onderliggende systeem voldoet aan de Laplace voorwaarden.
• Omdat er in Nederland en alle EU landen geen winvelden zijn met voldoende dikke watervoerende lagen moeten de ontwerpprocedures aangepast worden om schadevrije winvelden te kunnen realiseren opdat de assimilatie verliezen naar 0 gaan, met als gevolg dat de Kaderrichtlijn Water die voorschrijft dat de stikstof concentratie < 50mg/l voldaan moet worden realiseerbaar wordt.
• Voor een hydrologie horizontaal volstaat het om de winning te spreiden, om een winveld te maken met een winningsverlaging van slechts 0.2m.
• Bij een hydrologie hellend ontstaat by de drain, in de nul-toestand, plaatselijk een grote kwel stroom, die pas beheerst kan worden als er een functie toekenning wordt doorgevoerd, waarbij een deel van de pompputten q de actuele kwelstroom regelt, terwijl de rest zorgt voor voorraad vorming in het winveld waardoor een ¹doorgaande trend kan worden omgekeerd.

Vanzelfsprekend zijn deze zaken echter niet:

Prof. L.F. Ernst schrijft in 1973:

• ²Zoals bekend moeten de potentiaal-functies als oplossing voldoen aan de differentiaalvergelijking van Laplace.
• In het ³boek, van de gerenommeerde Nederlandse hydroloog dr. G.A. Bruggeman, die bij het RID/RIVM werkzaam was, met maar liefst 956 pagina’s, dat in 1999 klaarkwam, wordt het ook als vanzelfsprekend aangenomen dat de Laplace voorwaarden altijd en overal geldig zullen zijn. Daardoor zou de watervoerende laag ook reciprook moeten zijn. Maar halfgeleiders zijn, net als dunne watervoerende lagen, vanwege hun versterking, juist helemaal niet reciprook.

Prof. J.J. de Vies heeft gewezen op een mogelijk schaal probleem bij de najaarsbijeenkomst van de NHV over de achtergrondverlaging, maar geen van zijn collega's heeft de handschoen opgepakt.

Tot heden, keurt de CMER een winveld dat de voorkeur heeft van de drinkwatersector, goed op basis van een doorrekening met grondwaterformules. De drinkwatersector probeert bovendien ook de compensatie vergoedingen klein te houden door toepassing van de tijdreeksanalyse. Bij al deze technieken wordt aangenomen dat de Laplace voorwaarden geldig zijn. De toepassing van de achtergrondverlaging berust op het feit dat men nooit de waterbalans aan het maaiveld heeft opgesteld, waardoor er een fout was geslopen in de hydrologische theorie. Iedereen kan een fout maken, maar het valt op dat alle fouten zo worden toegepast dat de drinkwatersector er meer winst door krijgt, terwijl het onderliggende probleem niet opgelost wordt. Met name dit laatste was ondenkbaar in de elektrotechniek, immers dan hadden we nu nog steeds kaarten moeten ponsen om een goed werkende grondwatersimulator te kunnen bedienen die op de IBM mainframe computer in Delft, met een large scale ringkern geheugen, met maar liefst 1MByte aan geheugen, de machine waarop prof. C. Van den Akker de eerste Nederlandse grondwater simulator heeft ontwikkeld.

1. A.R. van Amstel, A.C. Garritsen, H.L.M. Rolf, Verdroging van Natuur en Landschap in Nederland, Deelrapport Hydrologie, februari 1989.
2. L.F. Ernst, De bepaling van de transporttijd van het grondwater bij stroming in de verzadigde zone, ICW Nota 755, Juli 1973, zie p. 22.
3. G.A. Bruggeman, Analytical Solutions of Geohydrological Problems, Elsevier 1999, 956 pages.
   

Het spreekt daarom voor zich dat ik kies voor een oplossing die het mogelijk maakt om geen compensatie vergoeding uit te keren, niet vanwege slimme trucjes, maar omdat de assimilatie verliezen zo klein worden dat de schade naar 0 gaat, waardoor de planten weer volop kunnen groeien, waardoor weidevogels de wormen weer kunnen bereiken, waardoor het ijsvogeltje weer kleine visjes uit kristalhelder water kan vangen, waardoor de kringloop van het leven blijft functioneren, waardoor er geen natuurbranden meer zullen ontstaan omdat elke onnodige verlaging van de grondwaterspiegel wordt uitgebannen, inclusief de doorgaande trend, het mag duidelijk zijn dat daardoor de natuur en het klimaat niet meer onnodig aangetast wordt. Bovendien kan de drinkwatersector als eerste profiteren van de bijzondere kwaliteiten, die schadevrije winvelden ook bieden voor de natuur en het klimaat.

Deze echte schadevrije winvelden zijn noodzakelijk vanwege de schaalvergroting die nodig is om steeds meer water te kunnen leveren aan een steeds verder groeiende bevolking. Vanaf het moment dat ze vergund werden, waren de winvelden die nu in gebruik zijn, niet schadevrij, met als gevolg dat de assimilatie verliezen veel, te groot zijn.

Wie goed oplet ziet dat de WUR en het PBL eerst het assimilatie verlies α en het bemesting verlies β bij elkaar optellen en vervolgens nog slechts spreken over het mest verlies naar de bodem. Dit is een truc die als effect heeft dat de compensatie vergoeding conform art. 7.18 niet betaald wordt, terwijl er niets wordt gedaan aan de schadelijke gevolgen van het assimilatie verlies voor de natuur en het klimaat. Dit is de oplossing waarvoor ik waarschuw in het witte kader.

Wie voor zo'n oplossing kiest, zoals de WUR en het PBL, in hun

stikstof en fosfor balans, kan het probleem dat in het actieprogramma wordt geformuleerd (niet meer) oplossen.