Thema Gevraagd

In de literatuur vinden we goede beschrijvingen van het 1assimilatie predicaat, het 2.3zure sulfaatbodem predicaat en het 4kwel predicaat. De predicaten beschrijven de hoogte van de grondwaterspiegel h(x,y,t) die voldoende is om het bijbehorende doel te realiseren. De assimilatie voorwaarde en de depositie voorwaarde beschrijven hoe een residu wordt gevormd dat zo klein mogelijk moet zijn. Ik beschrijf 3 doelen het assimilatie doel, het bedrijf zekerheid doel en het natuur doel.

Wie het assimilatie doel realiseert zorgt ervoor dat er een minimale hoeveelheid (mest) stikstof naar de bodem verdwijnt. Dit is belangrijk omdat er véél stikstof  nodig is om de cyclus van alle leven, te onderhouden. Bij de realisatie van dit doel hebben hydrologen, ecologen en bestuurders in het verleden grote fouten gemaakt, doordat veel te grote verlagingen van de grondwaterspiegel h(x,y,t) werden toegestaan om het gebruik van grote zuiveringsinstallaties toe te staan. Op zich was dat begrijpelijk, want nog in 1970 dacht iedereen dat de bodem overal wel raad mee wist. Toen prof. C. Van den Akker, de oorsprong van het vlekkenwater (tri-chloorethyleen) kon herleiden tot de Gooise bodem was die droom over.

Als grondwater vervuild met vlekkenwater, wordt gewonnen, dan heeft de verlaging  van de grondwaterspiegel, geen aanvullend effect op de concentratie van het vlekkenwater in de bodem, maar bij alle meststoffen, waarvan stikstof de belangrijkste is, is er juist wél zo'n effect, doordat het gewas bij een te grote verlaging, géén meststoffen meer op kan nemen. In dat geval moeten we het probleem verder onderzoeken. Dit is vergelijkbaar met de toepassing van de kettingregel in de differentiaal rekening. Bij de instelling van het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit, tussen 1977 - 1985, werd 'gewoon' de stikstof concentratie gemeten, zonder de kettingregel toe te passen. Dit gaf, door het negeren van de  kettingregel, prachtige (bedrijfs) resultaten omdat daardoor de stikstof verliezen naar de bodem werden toegeschreven aan de agrariërs. Zolang de grondwaterspiegel zich bewoog in het interval van volledige assimilatie kon je stellen dat de TCGB software, ontwikkeld door ing. J.J.M. Bouwmans, in overeenstemming was met de praktijk,  maar er kwam al gauw een moment dat de grondwaterspiegel langdurig beneden het interval van volledige assimilatie kwam. Toen ontstond het probleem dat de compensatie vergoeding die iemand moet betalen conform art. 7.18 waterwet, voor het winnen van 1m3 grondwater wel heel erg groot werd. De drinkwatersector, die lokaal grote debieten Q(t) winde uit gespreid vallende neerslag N(t), had dat altijd gedaan door een paar putten te slaan, en daar pompen in te hangen, op een uit kosten overwegingen zo klein mogelijk terrein vlak bij de zuiveringsinstallatie. Was dat niet altijd goed gegaan? Intussen waren er heel veel winvelden die alle zo ingericht zijn. Maar je kunt ook anders werken, door de pompputten zo te verdelen dat overal gemiddeld nooit meer grondwater gewonnen wordt, dan het jaargemiddelde van de lokaal vallende neerslag. Dan is er geen transport meer van grondwater door de watervoerende laag, waardoor de verlaging van de grondwaterspiegel Δ niet groter is dan 0.2m. Ik noem dat de winningsverlaging. Het grote voordeel hiervan is dat er bij zo'n kleine verlaging van de grondwaterspiegel, helemaal geen schade zal ontstaan aan de gewassen, omdat in dat geval de grondwaterspiegel zich geheel zal bewegen in het interval van volledige assimilatie van gewassen met een kort wortelgestel. Daardoor is de drinkwatersector ook geen compensatie vergoedingen meer verschuldigd.

betaald hoeven te worden.

door  wilde daarom een kleinere vergoeding betalen. (dan wat de wet voorschrijft).

minder Men wilde Als de drinkwatersector 1m3 drinkwater verkoopt, dan moet ze uiteindelijk winst maken om de spinazie van de agrariër te kunnen te 1m3 bijvoorbeeld spinazie te kunnen niet alleen grondwater een hoeveelheid spinazie kon kweken maar ook en 1m3 drinkwater kon verkopen.


nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnwwwwwwwwwwwwwwwwwwqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqq waren hoge compensatie vergoedingen verschuldigd,

De overbemesting stelling beschrijft de mestgift verminderd met de mest die in het teeltseizoen, door assimilatie wordt opgenomen. Het residue kan positief en negatief zijn, dit laatste impliceert dat een eerder residue alsnog verdwijnt. Voor de depositie stelling, is het belangrijk dat we weten, , en de depositie stelling,

  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.

Thema Gevraagd

Deze stellingen en predicaten beschrijven de gewenste toestand van het fysisch chemische proces van de bodem.

Het constructieve Bewijs wil met deze stellingen en predicaten de gewenste { grondwaterspiegel h(x,y,t) ten opzichte van NAP / diepte ontwatering d(x,y,t) ten opzichte van het maaiveld bepalen }.

Dit is de specificatie voor de realisatie stap van het synthese proces. Uit een voorstudie voor het geval dat de grondwaterspiegel in de nul-toestand horizontaal was, blijkt dat het mogelijk is om een winveld met een minimale verlaging groot Δ = 0.2m te maken, die ik de winningsverlaging noem. Daarbij moeten we gebruik maken van de eliminatie van de transportverlaging. Hierdoor wordt h(x,y,t) = hnul(x,y,t) - Δ.

Omdat we willen dat het natuur doel gerealiseerd zal worden, gaat het bewijs uit van een analyse van het probleem, zodanig dat er een bekend landschapstype ontstaat dat zichzelf in stand kan houden op de gegeven standplaats door middel van een natuurlijk evenwicht, gegeven o.a. het klimaat, de hydrologie, de geologie en de geomorfologie van de standplaats in Nederland.


De implicatie hiervan is dat

In het middelbaar onderwijs leert elke leerling, bij het vak meetkunde, om bepaalde stellingen te bewijzen. In dit geval willen we de specificatie van de grondwaterspiegel bepalen, zodanig dat de doelen met de deze specificatie gerealiseerd kunnen worden in de realisatie stap.

Zo'n constructief Bewijs kan als volgt gevormd worden:

Gegeven

     Het conceptuele model van de bodem

Gevraagd

     De doelen

Bewijs

     Het bewijs kan handig uitgeschreven worden met noodzakelijke en voldoende voorwaarden, waarin opgenomen stellingen en predicaten die in de praktijk voldaan moeten worden met een geschikt winveld en een bijpassend monitoring programma. Bij het constructieve bewijs wordt de gewenste specificatie van de grondwaterspiegel mede bepaald. Uit een voorstudie van de realisatie van winvelden was al gebleken dat een verlaging van de grondwaterspiegel van slechts 0.2m mogelijk is, voor het geval horizontaal. Dit is de verlaging die overblijft na de eliminatie van de transportverlaging. Ik noem dat de winningsverlaging. De transportverlaging en de winningsverlaging zijn twee onderdelen van de verlaging die als gevolg van de winning van grondwater op kan treden. Die beide delen moeten opgeteld worden. Desondanks is de som niet commutatief, daarom is s=a+b ongelijk is aan b+a, hetgeen in de praktijk betekent dat de naam van elke term van belang is.

Het assimilatiedoel, bedrijfszekerheidsdoel

en het natuurdoel

De bodem wordt gekarakteriseerd door vele stoffen, waarvan we de fysisch chemische eigenschappen alle door de grondwaterspiegel h(x,y,t) terug te brengen naar de nul-toestand, onder controle willen brengen. Omdat het Bewijs een heel regelmatige vorm heeft, kunnen we met één bewijs volstaan ook als we een apart bewijs voor de assimilatie van meststoffen best handig zouden vinden, omdat we in dat geval het meest complexe geval kunnen bestuderen. Daarom biedt ik ook de mogelijkheid om een steeds complexer doel te realiseren, door de realisatie van de bedrijfszekerheidsdoel, en de realisatie van het natuurdoel achteraf toe te kunnen voegen.

Op zich is dat best handig, want bij het assimilatiedoel, gaat het om meststoffen, in het bijzonder om stikstof, dat soms ook nitraat wordt genoemd. Dit is, omdat het om de levenscyclus van de flora en de fauna en dus inclusief de mens gaat, een erg belangrijk onderdeel van het natuurdoel, dat als regel niet goed uitgewerkt wordt.

Bij de assimilatie van meststoffen worden bij grootschalige winvelden, hoge eisen gesteld aan de beheersing van de grondwaterspiegel. Die eisen zijn zo hoog omdat de stikstofverliezen naar de bodem afhankelijk zijn van de hoogte van de grondwaterspiegel maar ook omdat we ingrijpen op de hele stikstof cyclus waarin zeer grote stikstof volumes omgaan. Dit geldt óók in natuurgebieden waar bodem bacteriën die via natuurlijke nitrificatie, worden bemest de kringloop die van groot belang is voor alle leven op aarde. Vanwege de afhankelijkheid van de grondwaterspiegel moeten we met stikstof anders omgaan dan met bijvoorbeeld de tri-chloorethyleen die prof. C. Van den Akker al in 1970, als eerste vaststelde in de Gooise bodem. We moeten als het ware de kettingregel toepassen die we kennen van de differentiaal rekening, ondanks het feit dat het hier niet om differentiaal vergelijkingen gaat maar om functies opgebouwd uit segmenten. Dit komt erop neer dat we niet mogen volstaan met de meting van de stikstofconcentratie, we moeten gelijktijdig de diepte ontwatering d(x,y,t), de hoogte van de grondwaterspiegel ten opzichte van het maaiveld, bepalen. Bij de toepassing van de 'kettingregel' vinden we voor de stikstof verliezen naar de bodem maar liefst drie causale oorzaken:

  1. overbemesting,
  2. stikstof depositie en
  3. diepte ontwatering.

Ik onderscheid drie doelen:

Wie het overzicht wil houden, en bezig is om om een nadere studie te maken van meststoffen, of meer specifiek stikstof, doet er goed aan om eerst het assimilatiedoel op papier te realiseren. Dit is tevens het doel dat het moeilijkst te doorgronden is. Op die manier kunnen we alle aspecten van mestverliezen naar de bodem beschrijven en ook begrijpen, zonder daarbij nog afgeleid te worden door de twee doelen die nog volgen.

Merk op dat de oorzaken 1..3 van de causale verbanden alle gelijktijdig werkzaam zijn, waardoor je er niet één of zelfs twéé weg mag laten, daarom werk ik ook het volledige bewijs uit voor alle doelen en gebruik ik een & operator om de stellingen en de predicaten te combineren.

Het weglaten van een of twee causale oorzaken gebeurt naar hartlust, en het heeft grove fouten tot gevolg.

De AERIUS monitor, kijkt nog uitsluitend in de lucht. Dit heeft als effect dat een ecoloog, op uitzendingen van de NPO de omroep organisatie die veel waarde zou moeten hechten aan journalistieke zorgvuldigheid, een oud bos met afgestorven bomen toont, die een open plek achterlaten, met een begroeiing van pijpenstrootjes, bramen en brandnetels, allemaal gewassen met lange wortels die door natuurlijke selectie op de voorgrond treden als de bomen afsterven. Dit zou allemaal het gevolg moeten zijn van de depositie van stikstof. Die conclusie is vals, en AERIUS monitor het instrument dat gebruik wordt om rechtszaken te voeren, of stikstofberekeningen uit te voeren, mag niet gebruikt worden voor dat doel. AERIUS is wel bruikbaar voor luchtkwaliteitsmetingen, maar die metingen zijn onvoldoende selectief, als er drie causale oorzaken te onderscheiden zijn.

Wie de gevolgen van een zure sulfaatbodem kent, snapt direct waarom de AERIUS monitor niet goed kan functioneren door nog slechts één causale oorzaak te beschouwen.

Er wordt ook gesteld dat de natuur niet achteruit mag gaan. Vele ecologen en andere onderzoekers koppelen daaraan de vrijheid om dit toe te passen op een zelf gekozen selectie van de drie causale oorzaken. Ik heb net aangetoond dat zo'n selectie niet gemaakt mag worden, vanwege de vereiste eenduidigheid.

Niet achteruit gaan, impliceert ook dat een grote vooruitgang als eerste nagestreefd moet worden en wie verstandig is stelt daar ook de prioriteit en pakt dat probleem als eerste op. Die grote stap voorwaarts kunnen we maken door het assimilatiedoel te realiseren, nog voordat er met de realisatie van de overige doelen begonnen wordt.

Naast deze uiterst belangrijke detail opmerkingen, die ons uit de stikstof crisis loodsen, die is ontstaan door uitermate onzorgvuldig onderzoek van de leermeesters, wil ik hier ook nog even stilstaan bij het feit dat we moeten eisen dat het natuurdoel gerealiseerd zal worden.

Ik onderscheid drie doelen:

  1. Het assimilatiedoel wordt voldaan als de overbemesting stelling voldaan wordt en het assimilatie predicaat voldaan wordt
  2. Het bedrijfszekerheidsdoel wordt voldaan als het assimilatiedoel voldaan wordt en het zure sulfaatbodem predicaat voldaan wordt
  3. Het natuurdoel wordt voldaan als het bedrijfszekerheidsdoel voldaan wordt en het kwel predicaat voldaan wordt

De overbemesting stelling is onafhankelijk van de grondwaterspiegel h(x,y,t), daarom noemen we dit een noodzakelijke voorwaarde. Alle predicaten bepalen samen één gewenste grondwaterspiegel h(x,y,t) die we willen realiseren. De diepte ontwatering d(x,y,t) is de grondwaterspiegel gemeten vanaf het maaiveld. Bij de predicaten speelt de diepte ontwatering in de nul-toestand d(x,y,t) en bij winning d(x,y,t)+Δ de hoofdrol. Voor de waarde van Δ gebruik ik, op basis van de uitkomsten van een voorstudie, weer de winningsverlaging die 0.2m groot is.

De diepte ontwatering d of de hoogte h van de grondwaterspiegel, vormen een voldoende voorwaarde, via de volgende criteria:

  1. via de diepte ontwatering,
  2. via de overgang van pyriet in de verzadigde zone, door een verlaging van de grondwaterspiegel h(x,y,t), naar de onverzadigde zone, en
  3. via de hydrologie zodanig dat er kwel zones  zullen ontstaan met gedenitrificeerd, c.q. kristalhelder water.

Merk op dat het predicaat dat hoort bij elk doel via een logische en operatie afhangt van het voorgaande doel. Dit wil zeggen dat de doelen zo geordend zijn dat alle voorgaande doelen gerealiseerd moeten zijn om een nieuw doel te kunnen realiseren.

De implicatie hiervan is dat het bedrijfszekerheidsdoel, dat het assimilatiedoel impliceert, terwijl het natuurdoel het bedrijfszekerheidsdoel weer impliceert.