Methodiek Grondwaterdynamiek

Wageningen Environmental Research (Alterra) heeft een kwantitatieve methode ontwikkeld om de diepte van de grondwaterstanden door het jaar heen in kaart te brengen. Hieronder volgt een beknopte weergave van de methodiek.

Het in kaart brengen van de grondwaterdynamiek
Een grondwatertrappenkaart geeft in klassen aan hoe diep het grondwater zit ten opzichte van het maaiveld. Hierbij wordt uitgegaan van de gemiddeld hoogste grondwaterstanden (GHG) - die vooral in de winter en het vroege voorjaar voorkomen - en van de gemiddeld laagste grondwaterstanden (GLG) - die meestal in de nazomer voorkomen. De bodemkaart en grondwatertrappenkaart van Nederland (schaal 1 : 50.000) is tussen de jaren zestig en negentig gemaakt. Hierdoor is deze niet meer overal actueel; dit geldt met name voor de grondwatertrappenkaart. De oude methode, met een boor het veld in en aan de hand van bodem- en landschapskenmerken de GHG en GLG schatten en op kaarten vastleggen, is zeer tijdrovend en duur. Daarom heeft Wageningen Environmental Research (Alterra) een nieuwe (geo)statistische methode ontwikkeld om grondwatertrappenkaarten te maken.

Met de nieuwe methode kunnen we ook het verloop van de diepte van het grondwater door het jaar heen (grondwaterdynamiek) in kaart brengen. Daarvoor hebben we gegevens over de GHG, de GLG en de GVG (de gemiddelde voorjaarsgrondwaterstand) nodig. Deze set van gegevens noemen we GxG. Om de grondwaterdynamiek in kaart te brengen, delen we eerst het gehele gebied op in deelgebieden. Vervolgens meten we de grondwaterstanden en leggen we relaties met bekende langjarige meetreeksen.

Deelgebieden

Omdat voor een zeer groot gebied de grondwaterdynamiek in kaart gebracht moet worden, delen we het gebied op in deelgebieden. De indeling gebeurt op basis van bodemkundige, hydrologische en topografische factoren. We gaan ervan uit dat er binnen de deelgebieden uniforme relaties zijn tussen de grondwaterstanden door het jaar heen en maaiveldeigenschappen zoals hoogteligging, slootafstanden, drainagedichtheid.

Meerjarige meetreeksen

Door heel Nederland ligt een netwerk van enkele duizenden vaste buizen waarin tweewekelijks grondwaterstanden gemeten worden. Deze buizen moeten voldoen aan bepaalde criteria; het is bijvoorbeeld van groot belang dat ze op voldoende afstand van waterlopen liggen en de bewegingen van het bovenste grondwater natuurgetrouw weergeven. Uit de reeksen van gemeten grondwaterstanden worden nu klimaatsrepresentatieve grondwaterstanden (GxG’s) berekend. Hiertoe wordt per meetreeks, op basis van het neerslagoverschot van de laatste dertig jaar, een tijdreeksmodel gekalibreerd.

gwst9805transW476.gif


Momentopname

Omdat de dichtheid van de vaste grondwaterstandsbuizen niet voldoende is voor een vlakdekkende kartering van de grondwaterdynamiek worden per deelgebied op ten minste 20 locaties - met een gemiddelde dichtheid van 1 waarneming per 110 ha - aanvullende grondwaterstandsmetingen gedaan. In de nazomer (als het grondwater diep zit) en de winter of vroege voorjaar (als het grondwater hoog zit) worden op deze locaties grondwaterstanden in het veld gemeten. De metingen zijn momentopnames van de grondwaterstand en worden omgezet in klimaatsrepresentatieve GxG-waarden. De momentopnamen worden met regressie gerelateerd aan de klimaatsrepresentatieve GxG uit tijdreeksen. Door de gevonden regressierelaties toe te passen op de momentopnames worden klimaatsrepresentatieve GxG’s op de meetlocaties berekend. Omdat statistische methoden gebruikt worden is naast de GxG op elke locatie ook de betrouwbaarheid van deze GxG geschat.

Gebiedsdekkende kartering

Naast de GxG-waarden die per meetlocatie berekend worden, worden er gebiedsdekkende bestanden gemaakt met ondersteunende informatie die afgeleid wordt uit het gedetailleerde Actueel Hoogtebestand van Nederland (AHN), de bodemkaart en de Topografische kaart. Te denken valt aan de diepte van het waterpeil beneden maaiveld in waterlopen (drooglegging), de afstand tot waterlopen en de relatieve maaiveldhoogte. Ook het grondgebruik en de ‘oude’ grondwatertrap zijn als ondersteunende informatie (ook wel hulpinformatie genoemd) gebruikt. Deze hulpinformatie is voor alle gridcellen van het AHN (25x25 m2) bekend, en heeft dus een veel grotere dichtheid dan de op basis van punten bepaalde GxG.

GxG-waarden op punten, gebiedsdekkende hulpinformatie en deelgebiedindeling samen vormen de gegevens waarmee vlakdekkend de grondwaterkartering wordt uitgevoerd.

Per deelgebied worden door middel van regressietechnieken de GxG-puntgegevens en de hulpinformatie met elkaar in verband gebracht. Dit levert per deelgebied één vergelijking op waarmee de GHG wordt voorspeld uit een combinatie van verschillende hulpgegevens. Het resulteert tevens in vergelijkingen voor de GVG en GLG. Deze vergelijkingen worden gebiedsdekkend toegepast. Daarnaast is gekeken of toepassing van deze vergelijkingen lokaal tot verschillen tussen gemeten en voorspelde GxG leidt. Deze verschillen op de meetlocaties en de locaties van de vaste buizen worden gebruikt om met een interpolatietechniek vlakdekkend voorspellingen (kaarten) van de GxG te maken. Naast de gebiedsdekkende voorspelling van GxG is ook de betrouwbaarheid van de schatting van de GxG in kaart gebracht.

Op deze manier worden gebiedsdekkende bestanden gemaakt met GHG, GLG en GVG en tevens op kaart weergegeven. De grondwatertrappenkaart wordt samengesteld door de kaarten van de GHG en GVG te combineren.