Child pages
  • Modelstudies

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.


Verzoeting en verzilting freatisch grondwater in

Zoet-zout grondwater modelinstrumentarium voor de Provincie Zeeland

Nieuw!: rapportage Zeeland model

Rapportage digitaal beschikbaar: 

Regionaal 3D model voor zoet-zout grondwater in de Provincie Zeeland

Mulder, T., Oude Essink, G.H.P., De Louw, P.G.B., Bootsma, H., 2020. Zoet-zout modelinstrumentarium voor de Provincie Zeeland, Deltares-rapport 11204457-000-BGS-0001, 55 p.

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

Image Added

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.
download

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.
download

Image AddedImage AddedImage Added


Image Added

 

Evaluatie en verdiepend onderzoek naar grondwateronttrekkingsregels in de provincie Zeeland

Rapportage 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,

Vincent Klap, en voorheen Lein Kaland

email)

Betrokkenen vanuit Deltares: Gualbert Oude Essink,

Esther van Baaren, Perry de Louw

Pieter Pauw

Image Added

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
Rapport: Meetcampagne naar het voorkomen van regenwaterlenzen in de Provincie Zeeland
Rapport (najaar 2014): Verzoeting-verzilting Grondwater in de Provincie Zeeland; 3D dichtheidsafhankelijk grondwatermodel

Artikelen

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:

  1. Genereren van een overzicht van algemene kennis van onttrekken en het opkegelen van brak tot zout grondwater die de basis vormt voor de huidige regelgeving voor landbouwonttrekkingen in zoetwaterbellen in de provincie Zeeland.
  2. Analyseren van de huidige onttrekkingsregels, met name welke aannames daarbij gemaakt zijn, en wat dat betekent met het oog op recente ontwikkelingen zoals het geologische model GEOTOP.
  3. Geven van een overzicht van nieuwe kennis en inzichten op het gebied van grondwateronttrekkingen in Zeeland, voornamelijk vergaard ná het opstellen van het Grondwaterbeheersplan Zeeland 2002-2007 en in relatie tot de volgende onderwerpen:
    1. Heterogeniteit van de ondergrond; o.a. met het geologische model GEOTOP van de Geologische Dienst Nederland (TNO).
    2. Grondwateraanvulling en klimaatverandering; o.a. weergegeven door klimaatscenario's van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI).
    3. Zeespiegelstijging; aan de hand van de invloedssfeer van een zeespiegelstijging (m.b.v. het provincie-dekkende, regionale grondwatermodel van Zeeland).
    4. Fysiogeografische kenmerken; de invloed van bijvoorbeeld een drainage in de buurt van een grondwateronttrekking.
    5. Zoetwatervoorzieningsmaatregelen; onder andere invloed van ondergrondse waterbergingsactiviteiten (zoals bijv. uitgevoerd in GO-FRESH).
    6. Onttrekkingstypes en -configuraties; lengte filter, locatie, onttrekkingsregime en oriëntatie onttrekking.
  4. Geven van een kwantitatieve indicatie van de implicaties van de nieuwe kennis en inzichten, genoemd onder item 3), voor de huidige ‘algemene regels’ voor permanente onttrekkingen en niet-kwetsbare, zoete gebieden. De hantering van een bufferzone voor onttrekkingen dicht bij natuurgebieden maakt hier ook onderdeel van uit.
  5. Regionale analyse van de invloed van onttrekkingen onder het kreekrugsysteem van Zuid-Beveland m.b.v. het regionale grondwatermodel van Provincie Zeeland.
  6. Geven van een advies voor eventuele aanpassing van de huidige regels, met name de algemene regels, alsook de lengte van de huidige bufferzone (300 m).

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. 
download

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   
download 

Image Added

Image AddedImage Added

Image AddedImage Added

 

 Animatie (klik om te downloaden)

Image Added

 

Verzoeting en verzilting freatisch grondwater in de Provincie Zeeland

Rapportage 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

Image Added

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:

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.
download

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 
link to paper

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
link to HESS

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
download

Image Removed

Image RemovedImage Removed

Image Removed

Rapport: Meetcampagne naar het voorkomen van regenwaterlenzen in de Provincie Zeeland

 

Image Added

Image Added

Image Added

 

Bepaling van de toekomstige verzilting van het grondwater in de Provincie Zuid-Holland

Opdrachtgever: Provincie Zuid-Holland
Betrokkenen vanuit Deltares: Gualbert Oude Essink, Esther van Baaren
Beschrijving: Voor de Provincie Zuid-Holland is een studie uitgevoerd naar de veranderingen binnen zoete grondwaterlichamen onder invloed van autonome ontwikkelingen, zeespiegelstijging, bodemdaling en klimaatverandering. Een 3D numeriek dichtheidsafhankelijk grondwater model is gemaakt om de effecten van menselijk ingrijpen, zoals het effect van brijnlozingen in het tweede watervoerend pakket en landaanwinningen voor de kust, te kwantificeren.
Rapport 2004: Minnema, B., Kuijper, B., & Oude Essink, G.H.P. 2004. Bepaling van de toekomstige verzilting van het grondwater in Zuid-Holland, NITG 04-189-B, 86 p., Utrecht, TNO Bouw en Ondergrond
Artikel H2O 2005: Kuijper, M., Oude Essink, G.H.P., Binsbergen, R., van & B. Minnema, 2005, Kijkje in de toekomst: klimaatveranderingen en verzilting in de provincie Zuid-Holland in beeld gebracht, H2O (8) 33-37.
Rapport 2008: Oude Essink, G.H.P., Baaren, E., van en Vliet, M. van, 2008, Verkennende studie klimaatverandering en verzilting grondwater in Zuid-Holland, Deltares-rapport 2008-U-R0322/A, 60 p.
Artikel 2010: Oude Essink, G.H.P., E.S. van Baaren, and P.G.B. de Louw 2010, Effects of climate change on coastal groundwater systems: A modeling study in the Netherlands, Water Resour. Res., 46, W00F04, doi:10.1029/2009WR008719Image Removed

Image AddedImage Modified


Zoet-zout Nationaal Hydrologisch Instrumentarium

Opdrachtgever: De Waterdienst
Betrokkenen vanuit Deltares: Jarno Verkaik, Marta Faneca en Gualbert Oude Essink
Beschrijving:
Vanaf de zomer 2009 is begonnen met de ontwikkeling van de zoet-zout module in het grondwater model van NHI ten behoeve van de zoetwatervoorziening in Nederland. Het belangrijkste doel is om de veranderingen in de zoutvrachten vanuit de ondergrond onder verschillende ontwikkelingsscenario's te voorspellen en de effecten van maatregelen te toetsen. Voor de modellering op landelijke schaal wordt geput uit de ervaringen die zijn opgedaan in regionale en lokale modellen bijvoorbeeld in Zeeland en Zuid-Holland.
Het zoet-zout instrumentarium kan ingezet worden om:

  • langjarige veranderingen in de interne verzilting door langzame stroming van zout grondwater naar het oppervlak te schematiseren,
  • het effect van allerlei scenario's op variabelen als chloride concentraties, zoute kwel, volumes zoet grondwater te kwantificeren. Scenario's zijn menselijke activiteiten (onttrekkingsregime), klimaatverandering, zeespiegelstijging, bodemdaling en waterbeheersmaatregelen),
  • risico- en kansengebieden in het kustgebied te identificeren,
  • een landelijke database van zoet-zout profielen in de top van het grondwater systeem op te zetten, waarmee de feitelijke effecten van brak-zout grondwater op landbouw beter kunnen worden geschat. Er wordt rekening gehouden met verschillende condities van kwel/infiltratie, neerslagoverschot, drainage, oppervlaktewaterpeilen en initiële zoet-zout verdeling. 

Betrokkenen vanuit Deltares : Jarno Verkaik, Joost Delsman, Marta Faneca en Gualbert Oude Essink
Poster Salt Water Intrusion Meeting 2010 (Engels):   poster
Link:   www.nhi.nu
Rapportage:   Deelrapport Zoet-zout (2008)
Rapportage:   Resultaten (2010)

Presentatie Wetenschappelijke Klankbordgroep NHI 6 juni 2012:   NHI zoetzout: stand van zaken, en vooruitblik

Download animatie: chloride concentratie 3D

 

 

...