Constructief Bewijs

Synthese

Als de analyse van een probleem geen uitkomst meer kan bieden, kan het handig zijn om een synthese methode te gebruiken gebaseerd op een constructief Bewijs. Dit bewijs bepaalt de specificatie van de grondwaterspiegel h(x,y,t) en of de diepte ontwatering d(x,y,t) voor alle (x,y) en (t) in het beoogde areaal A waaruit water bedoeld voor de productie van kristalhelder productiewater wordt gewonnen.

Voor zover ik kan nagaan ben ik de eerste die gebruik maakt van de logica enerzijds en van het feit dat de predicaten die bij de introductie van de puzzel, al werden geïntroduceerd: het assimilatie predicaat, het zure sulfaatbodem predicaat en het kwel predicaat, samen de specificatie van de grondwaterspiegel h(x,y,t) en/of de diepte ontwatering d(x,y,t), bepalen, nodig om de gewenste toestand van de bodem beschrijven die via de realisatie van het

assimilatie doel, het bedrijfszekerheidsdoel, ook de realisatie van het natuur doel, mogelijk maakt. Hierbij zijn de voorschriften (voor de noodzakelijke voorwaarden) en predicaten (voor de voldoende voorwaarden) alle te voldoen. De synthese procedure bestaat uit 2 stappen, in stap 1 wordt de specificatie van de grondwaterspiegel bepaald, in stap 2 wordt de realisatie van het winveld bepaald. Er is, logisch gezien, geen enkel verschil tussen een predicaat en een voorschrift. Vanwege het feit dat de overbemesting stelling een assimilatie voorschrift is, terwijl het assimilatie predicaat impliceert dat de grondwaterspiegel zich uitsluitend mag bewegen in het interval van volledige assimilate, gebruik ik deze  benamingen consequent. .

Verantwoording

De kennis over de bodem die ik gebruik, bevat niets dat fundamenteel nieuw is. De introductie van de synthese methode, en het concept van de eliminatie van de transportverlaging, heeft het mogelijk gemaakt om schaalbare winvelden te gebruiken, die geen onverwacht 'PAS' moment kennen.

Het 1assimilatie predicaat, is gebaseerd op het werk vanuit de FAO, waaraan ook prof. R.A. Feddes tijdens de voorbereiding van zijn promotie heeft gewerkt. Na zijn promotie is prof. R.A. Feddes via het (bij mijn weten) allereerste 3e geldstroom project de belangrijkste adviseur van de drinkwatersector geworden. Het 2zure sulfaatbodem predicaat, werd ongekend knap en compact verwoordt door prof. J. Pons, mede naar aanleiding van het 3proefschrift van Dr. M. Knibbe dat was gericht op de effecten van drinkwaterwinning.

Tenslotte heeft M. de Boo baanbrekend werk geleverd bij het tot stand komen van het natuurgebied Stroothuizen in

NO Twente, daarbij heeft ze met behulp van het

kwel predicaat geprobeerd om de kristalheldere beekjes uit de nul-toestand te herstellen.

  1. J. Doorenbos, W. Pruitt, The Kc ETo approach for crop water requirements, bijdragen van Dr. P. Fleming (F), Dr. A. Perrier, Drs. L. Cavazza en L. Tombesi (I), Drs. R. Feddes en J. Doorenbos (NL), Dr. L. S. Pereira (P), Drs. J. L. Monteith en H. Gunston (UK), Drs R. Allen, M. Jensen en W. O. Pruitt (USA), Dr. D. Rijks (ESA).
  2. L. J. Pons, International Symposium on Acid Sulphate Soils, Wageningen, 13-20 augustus, 1972
  3.   M. Knibbe,  Gleygronden in het dekzandgebied van Salland, Centrum voor Landbouwpublicaties en Landbouwdocumentatie Wageningen, 1969.
  4. 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.

De depositie van stikstof

In fig. 1 zien we het depositie diagram waarbij de landbouw 10% via depositie bijdraagt, terwijl de natuurlijke nitrificatie voor 80% bijdraagt aan de mestgift. Die 10% blijkt {1.5 ... 10} keer  te groot, want volgens de WUR en het PBL blijkt het om {6.6, 1.0}% van de mestgift te gaan voor {dichtbij, veraf} van de emissie bron. De overeenkomstige bijdrage van de natuurlijke nitrificatie is dan voor {dichtbij, veraf} {86.8, 98.0}% van de stikstofgift, in plaats van de 80% die geschetst is in fig. 1.

Echt niet aan het omvallen

De ecoloog Roland Bobbink, krijgt in het 20.00 uur NOS-journaal van 12 Augustus 2022, het woord:

Dit was een gesloten eikenbos, waar de kronen allemaal tegen elkaar aanzaten.

Thomas Spekschoor vult aan:

Het is een bos van z'n 200 jaar oud dat kaler en kaler wordt nu stikstof de bodem heeft verzuurd. Dat gebeurt al 10-tallen jaren, de boeren zeggen geef ons 5 jaar meer. Je zou toch zeggen dit bos is nu 200 jaar oud, maakt het dan uit als er tussen 2030 en 2035 ook nog stikstof bijkomt, het kabinet hoopt om dat in 2030 te beëindigen.

Bobbink zegt fel:

Ja dat maakt uit! Dit systeem is echt aan het omvallen, als je nog 15 jaar doorgaat dan komt er 15 jaar 2x te veel stikstof op.

De ecologen van de WUR, die de hydrologen van de WUR moesten vervangen, na de onenigheid over de achtergrondverlaging waarbij de grondwaterspiegel met de winningsverlaging werd  verhoogd, vergeten dat het thema  natuurlijke nitrificatie zo'n belangrijke rol speelt bij de groei van bossen in natuurgebieden. Daardoor zit de prachtig voorbereide animatie van fig. 2, vol met fouten. Dit mooie gesloten eiken bos kon slechts ontstaan door natuurlijke nitrificatie in de wortelzone, die profiteert van de beluchting in de onverzadigde zone, met bodembacteriën die mest uit bodemlucht maken. De beluchte onverzadigde zone, komt helemaal niet voor in fig. 2! De onverzadigde zone is, zolang de grondwaterspiegel zich beweegt in het interval van volledige assimilatie, ook aan het bodemoppervlak vochtig. Dit vocht zorgt ervoor dat de depositie van stikstof lang niet zo'n rol speelt als gedacht.

Het was nadat de onderzoekers vaak op TV waren geweest, ondenkbaar dat het belang van de depositie van stikstof nauwelijks een rol speelt bij de realisatie van het natuur doel. xxxx

, dit werd toegegeven, want  daarmee zou de gijzeling wegvallen, terwijl gelijktijdig het belang van het onderzoek veel minder groot zou zijn. en ook Daardoor beschikken we over een techniek die het natuur doel kan realiseren ongeacht het actuele mechanisme achter de depositie van stikstof.

Dit laatste is van groot belang, omdat daardoor de depositie van stikstof op de bodem, zich bij het grondwater voegt. Deze verbinding tussen het kwel predicaat, dat voldaan kan worden door de diepte ontwatering de voldoen, geeft ons een fundamenteel andere kijk geeft op het verslechteringscriterium dat in EU verband leidt tot verhitte discussies.

Doordat de depositie onder de beschreven omstandigheden slechts een bijdrage is aan de mest die wordt aangemaakt door bodembacteriën, tijdens het proces van natuurlijke nitrificatie, dan is er helemaal geen sprake van een verslechtering, maar een extra term die bijdraagt aan de stikstof verliezen naar de bodem.

De effecten van de zure sulfaatbodem worden in het NOS programma, zonder verificatie, toegeschreven aan de depositie van stikstof.

Omdat er ook al wetgeving was gemaakt, in NL en EU verband, die de depositie van stikstof via AERIUS koppelde aan het verbod op verslechtering van de natuur, kwam de NOS in een klap op het niveau van Facebook, die het niet erg vindt om onjuistheden te verkondigen. De D66 minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, Robbert Dijkgraaf had ook geen enkel onderzoek naar de consistentie van het onderzoek en de wetgeving, gedaan toen hij in Buitenhof, tot verrassing van de presentatrice Maaike Schoon, verklaarde dat we in Nederland hele goede onderzoekers hebben.

De convexe insluiting

De oorsprong in (x,y) en (t)

W.H. Dingeldein, schrijft met ongekend veel detail over de geschiedenis van de Dinkelstreek en haar aangrenzende landschappen, haar dorpen en stadjes, hoeven en havezaten, en niet te vergeten de watermolens. In zijn standaardwerk dat de heemkunde, het landschap, de rechtspraak met galgen opgesteld aan de landsgrenzen, en een scala aan grootgrondbezitters die als regel niet al te subtiel hebben gehandeld, gaat hij met de kennis die hij deelde met J.B. Bernink, die hij kende als geen ander, terug in (x,y) en (t) naar de oorsprong van het landschap. Hij bestudeert, de geologie, beschrijft hij de flora en de fauna in detail en ontdekt vele watermolens bij een reis naar de oorsprong van de Dinkel. De oudste molen dateert uit 1151 en getuigt van de kracht van het zeer zuivere water door de eeuwen heen. Hij vertelt ook hoe de natuur opknapte in de oorlog toen de industrie aan beide zijden van de grens, op halve kracht draaide.

Van de kracht van het water is nu niets meer over, omdat het winbare deel van de neerslag Nwinbaar, met technieken die voor horizontaal gebruikmaken van diepe transporttrechters, terwijl er bij hellend een doorgaande trend op kan treden die de hoogte van een grondwaterbel tot de helft reduceert.

Daarom heeft het geen nut dat de natuurorganisaties aanbieden om natte natuurbuffers te maken, immers al het water dat zij, samen met het waterschap, aanvoeren kan slechts de gradiënten in de diepe transporttrechters kleiner maken, waar de pompen van het waterleidingbedrijf, die het debiet Q(t) moeten leveren, direct op zullen reageren, waardoor de gradiënten automatisch, weer (nagenoeg geheel) hersteld zullen worden, met als gevolg dat het probleem niet opgelost zal worden.

'In Westfalen, liggen de bronnen van de Dinkel. In een moerassige laagte, gelegen in het zachtgolvende land bij het dorp Holtwick heeft zij haar oorsprong. Een ander beekje verenigt zich met de jonge Dinkel, die bij Legden al een flink stroompje is geworden, dat tussen hoge bouwkampen, bosjes en weiden doorkronkelt, precies als een Twentse beek'.

Dit soort informatie is samen met de beschrijving van de rijke flora en fauna, zeker een bruikbaar aanknopingspunt dat gebruikt kan worden om de oude toestand te herstellen. Maar er is, om beleid uit te zetten, veel meer nodig. Als je een Bewijs wilt leveren moet je zeker zijn dat het doel gerealiseerd zal worden. In Twente is het onmogelijk om de natuur van La Gomera, met grote heidebomen dito laurierbomen die het water uit de passaatwind opvangen, te herstellen of die van Schotland waar mooie moerassen gevormd worden.

Wie de regie heeft gevoerd over de natuurwetten, is mij onbekend, maar het is me wel opgevallen dat er in Nederland steeds wordt gesproken over het feit dat de natuur niet achteruit mag gaan. Daarbij wordt het verslechteringsprincipe toegepast op één aspect de kritische depositie waarden van kritische natuur, zonder dat het watersysteem in z'n geheel bestudeerd wordt.

Met zo'n werkwijze komen de oorzakelijke verbanden niet goed in beeld, waardoor bijvoorbeeld het ontstaan van een zure sulfaat bodem wordt verward met een te hoge depositie van stikstof.

Bij het gebruik van kritische depositie waarden weten we überhaupt niet wat de toestand van het gehele systeem is, omdat de waarneming beperkt blijft tot het proces in de lucht.

Vijf stappenplan

De WUR had al een vijfstappenplan bedacht: In de eerste stap wordt berekend in welke natuurgebieden teveel stikstof terecht komt en hoeveel de stikstofdepositie per gebied minimaal omlaag moet. In stap 2 worden ... Maar hoe ga je in 's hemelsnaam ervoor zorgen dat het verlies van meststoffen naar de bodem, dat gemiddeld 34% van de stikstofgift is, en bij de standplaatsvergelijking gewasopbrengst 95%, een stikstofconcentratie in het grondwater dicht bij nul oplevert? Wat ga je doen om het gesloten eikenbos te redden als blijkt dat het zwaar te leiden heeft van een zure sulfaatbodem? Wat gaat de Taskforce doen met de werkeloze agrariërs, als blijkt dat de reductie van de depositie van stikstof tot ½ of nul niet helpt?

Gelukkig is er ook nog een discussie binnen de Taskforce stikstof: ‘Ik heb geleerd dat het niet alleen om stikstof draait bij het natuurherstel, maar dat een hogere waterstand in sommige natuurgebieden nog belangrijker kan zijn om de natuurdoelen te halen'. ... De voorzitter: ‘Voor het eerst hebben we goed doordacht wat het ene deelprobleem betekent voor het andere'.

Het probleem waar de taskforce aan werkt staat in de wiskunde bekend als een randvoorwaarden probleem, dat goed opgelost kan worden mits het probleem convergent is. Daar is gelukkig aan voldaan.

De KDW kaartjes

Vanwege de grote invloed die de grondwaterspiegel heeft op het voldoen van het assimilatie predicaat, waren alle kaartjes die onze minister voor natuur en stikstof mw. C. Van der Wal, presenteerde onbruikbaar. Maar als alle oorzaken die ervoor zorgen dat de natuur vooruit gaat, worden opgenomen in het Bewijs, dan zijn we op de goede weg. In dat geval beschrijven we de gewenste toestand van het systeem, en zorgen we er voor dat het doel voldaan wordt als alle gewenste aspecten voldaan worden. Daarmee stellen we zeker dat de best mogelijke historische toestand bereikt wordt, een gewenste toestand die bij een historische studie al aanwezig was, zal in zo'n geval worden gerealiseerd.

Daarbij wordt ook de natuurlijke selectie tussen gewassen hersteld. Dat is enorm belangrijk want als het natuur doel niet gerealiseerd wordt, is het dweilen met de kraan open voor de realisatie van het natuur doel.

Het randvoorwaarden probleem

Het probleem dat we bestuderen is een randvoorwaarden probleem, dat wordt gekenmerkt door intervallen, afgegrensd met voorschriften die bijdragen aan de noodzakelijke voorwaarden, en een predicaat dat voldoende voorwaarden stelt aan de diepte ontwatering van de grondwaterspiegel. Om ervoor te zorgen dat het beoogde doel gerealiseerd zal worden, schrijf ik de voorwaarden (predicaten) op die de realisatie van het doel mogelijk maken. Om alles eenvoudig uitbreidbaar te maken verbindt ik alle voorwaarden, en predicaten, die in de praktijk voldaan moeten worden, met & de logische en operator. De logische expressie met n: argumenten A & B & ..., is equivalent met: niet (niet (A) | niet (B) | niet (...)) met | de logische of operator. Dit laat zien dat je naar wens gebruik kunt maken van de positieve of de negatieve logica naar wens. Ik geef de voorkeur aan het gebruik van de positieve logica. In dat geval moeten we de gewenste toestand van de watervoerende laag opschrijven op het niveau van voorwaarden en predicaten. 

Veruit het ingewikkelds is het verlies van meststoffen (stikstof) naar de bodem, omdat dit kan ontstaan doordat de {overbemesting, depositie} voorwaarde niet voldaan wordt, en ook bij grondwaterspiegels die het diepte ontwatering predicaat niet voldoen. Bij het voldoen van de voorwaarden zullen we de stikstof verliezen naar de bodem op willen tellen, bij het diepte ontwatering predicaat kunnen we volstaan met het voldoen van het predicaat zelf. Om geen last te hebben van overbemesting en depositie van stikstof, doen we er goed aan om altijd ook het kwel predicaat te voldoen, omdat er in dat geval kristalheldere beekjes ontstaan door denitrificerende bodembacteriën hoog in de watervoerende laag. Dit legt een extra druk om de realisatie van het predicaat van de voldoende voorwaarden, te voldoen door de drinkwatersector, maar het vereenvoudigt de manier waarop we moeten omgaan met de depositie van stikstof. Dat wil zeggen dat bij de realisatie alle problemen die samenhangen met het verlies van stikstof naar de bodem, en ook met de depositie van stikstof opgelost zijn, mits er nog heel specifieke uitzonderingen zouden zijn waarbij de (mest) moleculen NH3, NO2- en NO3-, die ook de hoofdrol spelen bij de natuurlijke nitrificatie, een bewezen directe entree hebben, tot de cellen van het blad, de steel etc., tot de cellen van het gewas die buiten het wortelgestel omgaat. Bovendien moet voor zo'n uitzondering bewezen worden dat dit significante effecten heeft op de natuur.

Het constructieve Bewijs

Een bewijs moet compact zijn opdat gemaakte fouten eenvoudig kunnen worden gevonden.

Gegeven

  Het conceptuele model van de bodem,

Gevraagd

  Specificeer voor alle (x,y) en voor alle (t) de grondwaterspiegel h(x,y,t) nodig voor de realisatie van het natuur doel

Bewijs stap1 van de synthese

  • Voorwaarden:

A overbemesting voorwaarde! &

B depositie voorwaarde!

  • Predicaten:

C assimilatie predicaat &

D zure sulfaatbodem predicaat &

E kwel predicaat, zodanig dat er voor alle (x,y) en voor alle (t) voor {C, D, E} één grondwaterspiegel h(x,y,t) ontstaat, met bijbehorende diepte ontwatering met het maaiveld als oorsprong, waardoor alle voldoende voorwaarden voldaan worden.

Q.E.D.

Het bewijs is opvallend eenvoudig doordat het zich concentreert op de problemen van de bodemchemie en de problemen van een meer fysische aard, met behulp van de zodanig dat constructie, wordt de realisatie van de winvelden afgesplitst. Al bij het onderwerp de puzzel laat ik door middel van het assimilatie predicaat zien hoe belangrijk het is om mest verliezen naar de bodem tegen te gaan, dat de grondwaterspiegel vanaf het maaiveld bereikbaar is voor het wortelgestel gewassen. Let op dat het doorlopen van het interval vanaf nu naar de historische toestand, ook een onderdeel van het bewijs is. Let ook op het verschil tussen noodzakelijke en de voldoende voorwaarden, studenten vonden dat nog wel eens lastig, maar het hoort gewoon tot de logica. Merk ook op dat er bij depositie geen voldoende voorwaarde ontstaat.

Terug naar de nul-toestand

Het doorlopen van het interval, van de nul-toestand naar de huidige toestand en terug, is een essentieel onderdeel van het bewijs, dat heeft te maken met het bestaan van het natuur doel. Juist dit aspect liep helemaal spaak bij het gebruik van Kritische Depositie Waarden, hetgeen onze minister van natuur en stikstof nog lang zal heugen.

Soms zijn er kleine details die in de loop der tijd niet terugkomen. Dit laat zine dat de toepassing van de wiskunde op natuurproblemen nagenoeg perfect gaat.

Bij de Dinkel gaat het bijvoorbeeld om de nesten van de oeverzwaluw, die zich had gevestigd op de hoge oever die onderhevig was aan erosie als gevolg van de ter plaatse wild stromende beek. Deze nesten moeten voldoende stevigheid hebben, die samenhangt met de bodemopbouw. Doordat de hoge oever afkalft, verdwijnt een deel van de oever in de beek, die het zand afvoert, waardoor de wortels los komen te liggen, zoals we kunnen zien op de foto's. Af en toe kalft de oever zo ver af dat een boom in de beek verdwijnt. Er zijn veel meer van dit soort zaken die niet van nature hersteld worden, maar als de grondwaterspiegel niet hersteld wordt in het hele stroomgebied ontstaat er, onder het maaiveld, een grootschalige verandering in de kringlopen van het leven, doordat de gewassen niet meer kunnen groeien waardoor de voedselproductie sterk terugloopt, de omzetting van koolzuurgas CO2 naar zuurstof O2 stagneert en de gewasverdamping die de aarde koelt, en de stroming van de lucht in de atmosfeer in sterke mate beïnvloedt, uitvalt.

Met de groei van de wereldbevolking tot 11 miljard inwoners, zal er een nog veel grotere vraag naar drinkwater ontstaan. De dag nadert dat er geen druppel meer uit de kraan komt in Kaapstad schrijft Bram Vermeulen. Dit probleem speelt nu al voor alle standplaatsen met een hoge bevolkingsdichtheid en de technieken die ik beschrijf zijn noodzakelijk om de ruimte in Nederland en omgeving te ordenen zodanig dat al die 11 miljard mensen gevoed kunnen worden, op een zodanige manier dat de Randstad niet direct onder water komt te staan, door een onverwachte zeewater stijging. Het is van groot algemeen belang dat de winning van grondwater zo wordt ingericht dat de verlaging van de grondwaterspiegel, de kringlopen van het leven, niet worden aantast. Het waren prof. R.A. Feddes en dr. J.C. Van Dam die onderzoek opgestart hebben naar de relatie tussen plantengroei en het klimaat. Door de ruzie over de achtergrondverlaging werd de hele groep van prof. R.A. Feddes en alle hydrologen op een zijspoor gezet en vervangen door de Taskforce stikstof. Door de vele verdienmodellen, is het natuur doel niet realiseerbaar, terwijl dat wel beloofd was aan de hoogste NL en EU rechters.

Winvelden die de winningsverlaging realiseren, kunnen als regel ook het natuur doel realiseren. Daarbij is vanwege de kleine verlaging ook weinig last te verwachten van een zure sulfaatbodem. We kunnen wel selectief een pomp uitzetten om het probleem op te lossen.

Meerwaarde

Hiermee zijn we op het punt uitgekomen dat vastgesteld moet worden dat er slechts één techniek is die het natuurdoel, kan realiseren, die tevens een bedrijfszekere drinkwaterwinning realiseert en zorgt voor minimale verliezen van meststoffen naar de bodem. Met dit gegeven kan de gijzeling onmiddellijk worden opgeheven, terwijl er gelijktijdig gewerkt kan worden aan de eliminatie van de vele fouten, waardoor onschuldigen schuldig worden, door de wet en regelgeving en door niets anders.

Bedrijfsblindheid

Wie kent niet de enorm kostbare problemen van Philips met de Slaap apneu apparaten. De drinkwatersector heeft ook problemen de bedrijfszekerheid van hun winvelden en met het constructieve Bewijs is het eenvoudig om de oorzaak op te sporen.