Zoet-zout grondwater modelinstrumentarium voor de Provincie Zeeland |
Rapportage digitaal beschikbaar: |
Opdrachtgever: Provincie Zeeland (Ronnie Hollebrandse, |
email) en het Waterschap Scheldestromen (Luuk Veening) Betrokkenen vanuit Deltares: Tobias Mulder, Gualbert Oude Essink |
, Perry de Louw, Huite Bootsma Beschrijving: Voor deze studie is een generiek modelinstrumentarium ontwikkeld waarmee een 3D zoet-zout grondwatermodel is gegenereerd voor de provincie Zeeland (grondwatermodel Zeeland 2.0). Aan de basis van het modelinstrumentarium ligt de toolbox 'imod-python', dat bestaat uit verschillende tools die de gebruiker in staat stellen om uit een hydrogeologische dataset een grondwatermodel te genereren op basis van een gekozen domein, tijdsdiscretisatie en celgrootte. De basisdata wordt hierbij omgeschreven tot input data voor het model. Dit garandeert een transparante en reproduceerbare workflow. Tevens zijn tools opgenomen om de mogelijkheid tot zoet grondwateropslag in de ondergrond te kunnen doorrekenen. Bovendien kan met het instrumentarium verschillende klimaatscenario’s (inclusief zeespiegelstijging) worden doorgerekend; dit kan voor zowel de hele provincie als voor deelgebieden. In samenwerking met de Provincie Zeeland en het Waterschap Scheldestromen is beoordeeld welke basisdata het meest up-to-date is. Belangrijke aanleiding voor het project was het beschikbaar komen van de FRESHEM data (voor de chlorideverdeling van de ondergrond) en de GeoTOP dataset (voor de karakterisatie van de ondergrond). In het oude grondwatermodel Zeeland (Van Baaren et al., 2016) kon deze data nog niet worden meegenomen. Tevens is in deze versie SEAWAT gebruikt, de meeste gebruikte computer code voor zoet-zout grondwater ter wereld. Om in de toekomst aanpassingen en verbeteringen in de datasets eenvoudig door te kunnen voeren sluit het modelinstrumentarium qua methodiek aan op de tools die worden gebruikt bij het maken van het Nationaal Hydrologisch Model met zoet-zout koppeling (NHI zoet-zout) (Delsman et al, 2020). Het nieuwe grondwatermodel Zeeland 2.0 is qua plausibiliteit getoetst aan de hand van stijghoogtemetingen. Hierna is een initiële kalibratiestap uitgevoerd om de modelprestatie te verbeteren. De gemiddelde fout na deze initiële kalibratie bedraagt 41 centimeter. Ook is gekeken naar de stabiliteit van de zoet-zout verdeling in de ondergrond over 80 jaar. De verandering van de zoet-zout verdeling over de tijd is over het algemeen beperkt. Het huidige model is gezien de gemiddelde fout voor sommige toepassingen nog niet gebruiksklaar; een uitgebreidere kalibratie moet hiervoor worden uitgevoerd. Wel is het model op dit moment een uitstekend uitgangspunt voor detailstudies in de toekomst. Trefwoorden: Modelinstrumentarium, Zeeland, zoet-zout, verzilting, geohydrologisch model, droogtemaatregelen, automatisering workflow Gerelateerde rapporten: Van Baaren E.S., Oude Essink G.H.P., Janssen G.M.C.M., de Louw P.G.B., Heerdink R., Goes B. 2016. Verzoeting en verzilting van het grondwater in de Provincie Zeeland; Regionaal 3D model voor zoet-zout grondwater, Deltares rapport, 86 p. Delsman, J.R., Oude Essink, G.H.P., Huizer, S., Bootsma, H., Mulder, T., Zitman, P., Romero Verastegui, B., 2020. Actualisatie zout in het NHI - Toolbox NHI zoet-zout modellering en landelijk model, Deltares rapport 11205261-003-BGS-0001, 55 p. |
Evaluatie en verdiepend onderzoek naar grondwateronttrekkingsregels in de provincie ZeelandRapportage digitaal beschikbaar: Evaluatie en verdiepend onderzoek naar grondwateronttrekkingsregels in de provincie Zeeland Oude Essink G.H.P., Pauw, P.S., 2018. Evaluatie en verdiepend onderzoek naar grondwateronttrekkingsregels in de provincie Zeeland, Deltares rapport 1231011, 170 p. Opdrachtgever: Provincie Zeeland (Ronnie Hollebrandse, email) Betrokkenen vanuit Deltares: Gualbert Oude Essink, Pieter Pauw Beschrijving: In de provincie Zeeland onttrekken agrariërs zoet grondwater voor de beregening van gewassen. Deze onttrekkingen bevinden zich voornamelijk in de zoetwaterbellen onder de kreek- en dekzandruggen. Het oppompen van zoet grondwater leidt in veel gevallen tot het omhoog komen (opkegelen) van brak en zout grondwater onder de onttrekkingsbron. Vanwege de duurzaamheid van het grondwatersysteem in het algemeen (Kaderrichtlijn Water; KRW) en de grondwateronttrekking in het bijzonder zijn grondwateronttrekkingen onderworpen aan specifieke regels die zijn vastgelegd in de ‘Beleidsnota Grondwater versie 3.5’ van Waterschap Scheldestromen. Deltares heeft van Provincie Zeeland opdracht gekregen voor een evaluatie van de bestaande onttrekkingsregels en advisering voor een eventuele herziening van deze regels op basis van literatuur- en modelonderzoek. De volgende onderzoeksactiviteiten zijn daarbij opgesteld:
Trefwoorden: Zoutwater opkegeling, onttrekkingen, zoet grondwater, zoutwaterintrusie, Zeeland, regelgeving. Gerelateerde artikelen: Pauw, P.S. 2015. Field and Model Investigations of Freshwater Lenses in Coastal Aquifers, PhD thesis, Wageningen University, Wageningen, 168 pp. Pauw P.S., van der Zee S.E.A.T.M., Leijnse A., Oude Essink G.H.P., 2015, Saltwater Upconing Due to Cyclic Pumping by Horizontal Wells in Freshwater Lenses. Ground Water, Vol 54 (4), 521-531 . doi: 10.1111/gwat.12382 |
Verzoeting en verzilting freatisch grondwater in de Provincie ZeelandRapportage Zeeland model digitaal beschikbaar: Regionaal 3D model voor zoet-zout grondwater in de Provincie Zeeland Van Baaren E.S., Oude Essink G.H.P., Janssen G.M.C.M., de Louw P.G.B., Heerdink R., Goes B. 2016. Verzoeting en verzilting van het grondwater in de Provincie Zeeland; Regionaal 3D model voor zoet-zout grondwater, Deltares rapport, 86 p. Opdrachtgever: Provincie Zeeland (Ronnie Hollebrandse, email) Betrokkenen vanuit Deltares: Gualbert Oude Essink, Esther van Baaren, Perry de Louw Beschrijving: Het rapport beschrijft een numeriek model van het regionale grondwatersysteem van de Provincie Zeeland. De gesimuleerde stroming van grondwater en gekoppeld zouttransport is provincie-dekkend, drie-dimensionaal (3D), dichtheidsafhankelijk en niet-stationair. Het model is gebaseerd op databanken zoals het hydrogeologische model REGIS Zeeland, een maaiveldhoogtebestand (AHN) en oppervlaktewaterpeilen (TOP10-vector). Het model is geijkt op basis van (zoetwater)stijghoogten. Het model berekent de verplaatsing van zoet, brak en zout grondwater op regionale schaal onder invloed van de effecten van klimaatverandering (verandering in neerslag- en verdampingspartroon) en zeespiegelstijging. Een viertal scenario’s zijn doorgerekend over de periode 2010-2050. Een kleinere grondwateraanvulling in het zomerhalfjaar zal in de toekomst zorgen voor een verlaging van zowel de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket als de grondwaterstand. In de winter verandert de grondwaterstand en de stijghoogte echter nauwelijks in gebieden met drainage omdat het overtollige (regen)water direct wordt afgevoerd. De grondwateraanvulling neemt in het zomerhalfjaar door klimaatverandering af. Omdat de grondwaterstand dientengevolge wegzakt maar de stijghoogte nauwelijks verlaagt, neemt de kwel in de meeste kwelgebieden toe. In de winter is het effect op de kwelfluxen significant minder omdat het neerslagoverschot grotendeels (direct) wordt afgevoerd via het drainagesysteem van sloten en drainage buizen. De zoet-brak-zout verdeling bevindt zich nog steeds niet in een dynamische evenwichts-situatie. Het effect van een zeespiegelstijging of een verandering in grondwateraanvulling is klein ten opzichte van het autonome verziltings- en verzoetingsproces. Over het algemeen komt verzilting vaker voor dan verzoeting. De zoutvracht neemt overwegend toe, in absolute zin voornamelijk op Schouwen-Duiveland. De invloedssfeer van een zeespiegelstijging in het eerste watervoerend pakket is beperkt tot de eerste honderden meters tot enkele kilometers vanuit de kustlijn. De stijghoogte neemt in deze zone toe, net als de kweldruk. De freatische grondwaterstand neemt door zeespiegelstijging nauwelijks toe door de aanwezigheid van een Holocene deklaag. Gerelateerde artikelen Beschrijving: In dit langjarig project wordt onderzoek gedaan naar de verzilting en verzoeting van het grondwater in de bovenste meters van de ondergrond onder invloed van zeespiegelstijging en een veranderend klimaat. Het hoofddoel is te kijken welke waterbeheersmaatregelen effectief zijn in het bestrijden van de verzilting in Zeeland in landbouw- en natuurgebieden. Speciale aandacht wordt gegeven aan de zogenaamde relatief dunne regenwaterlenzen in landbouwpercelen. Naast het ontwikkelen van een betrouwbaar modelinstrumentarium zal een uitgebreide meerjarige meetcampagne plaatsvinden waarmee het voorspellend vermogen van het modelinstrumentarium wordt vergroot.Voor de Provincie Zeeland vindt ook onderzoek plaats naar het voorkomen van dunne regenwaterlenzen drijvend op brak tot zout grondwater: vele landbouwpercelen zijn bemeten, terwijl op 1 perceel zeer intensief met verschillende geofysische meettechnieken is gemeten. Naast de promotieonderzoeken van Perry de Louw (Deltares-programma Kennis als Vermogen) en Pieter Pauw (Kennis voor Klimaat programma Climate Proof Fresh Water Supply) zijn binnen het INTERREG IV-B CliWat Airborne ElectroMagnetische metingen uitgevoerd op het eiland Schouwen-Duiveland en bij De Perkpolder. Tevens heeft een locale 3D zoet-zout modellering van het grondwatersysteem plaatsgevonden, waarbij gekeken is naar de effecten van klimaatverandering op het voorkomen van zoet-brak-zout grondwater, zie figuur. Poster Salt Water Intrusion Meeting 2010 (Engels): poster Poster Deltas in Times of Climate Change 2010 (Engels): poster Artikelen: De Louw, P.G.B. 2013. Saline seepage in deltaic areas. Preferential groundwater discharge through boils and interactions between thin rainwater lenses and upward saline seepage. PhD thesis, Vrije Universiteit Amsterdam, ISBN/EAN 9789461085429. De Louw, P.G.B., Eeman, S., Oude Essink, G.H.P., Vermue, E., Post, V.E.A. 2013. Rainwater lens dynamics and mixing between infiltrating rainwater and upward saline groundwater seepage beneath a tile-drained agricultural field. J. Hydrology, 501, 133-145, doi: 10.1016/j.jhydrol.2013.07.026 De Louw, P.G.B., Eeman, S., Siemon, B., Voortman, B.R., Gunnink, J., van Baaren, E.S., and Oude Essink, G.H.P., 2011, Shallow rainwater lenses in deltaic areas with saline seepage, Hydrol. Earth Syst. Sci., 15, 3659-3678, doi: 10.5194/hess-15-3659-2011 Goes, B.J.M., Oude Essink, G.H.P., Vernes, R.W. and Sergi, F. 2009. Estimating the depth of fresh and brackish groundwater in a predominantly saline region using geophysical and hydrological methods, Zeeland, the Netherlands, Near Surface Geophysics 401-412, doi: 10.3997/1873-0604.2009048 Rapport: Meetcampagne naar het voorkomen van regenwaterlenzen in de Provincie Zeeland
|
Zoet-zout Nationaal Hydrologisch InstrumentariumOpdrachtgever: De Waterdienst
Betrokkenen vanuit Deltares : Jarno Verkaik, Joost Delsman, Marta Faneca en Gualbert Oude Essink Presentatie Wetenschappelijke Klankbordgroep NHI 6 juni 2012: NHI zoetzout: stand van zaken, en vooruitblik Download animatie: chloride concentratie 3D
|
...