C18 - B&W - Raadsinformatiebrief informatie over modelstudie grondwateronttrekkingen en gebiedsverkenning D464079

Gemeenteraad Brummen

Brummen Ons kenmerk Uw kenmerk Onderwerp

: 8 juli 2025 : Z115743/D462153 : : informatie over modelstudie grondwateronttrekkingen en gebiedsverkenning

Geachte leden van de gemeenteraad, Met deze raadsinformatiebrief informeren we u over het onderzoek ‘Effectbepaling winningen Eerbeek’ en de ‘Gebiedsverkenning watersysteem Eerbeek’. De effectbepaling bracht de effecten in beeld van grondwateronttrekkingen op de grondwaterstand in en rond Eerbeek. De gebiedsverkenning is een vervolgstudie die meer inzicht moet geven in het watersysteem. Doel van de studie ‘Effectbepaling winningen Eerbeek’ Provincie Gelderland liet dit onderzoek uitvoeren met als doel inzicht te krijgen in de effecten van grote grondwaterwinningen bij Eerbeek op de grondwaterstand. In 2023 en 2024 ondervonden veel inwoners overlast door hoge grondwaterstanden. In deze periode viel langdurig veel neerslag. Ook stopte papierfabriek De Hoop met het onttrekken van grondwater. In die context biedt het onderzoek ook inzicht in de mate waarin het stoppen van grondwateronttrekking door De Hoop bijdraagt aan de hogere grondwaterstand. Modelstudie De effectbepaling is uitgevoerd als modelstudie. Een bestaand grondwatermodel is hiervoor aangevuld, verbeterd en gevalideerd. Omdat het een modelstudie betreft en de ondergrond van Eerbeek zeer gevarieerd is, kunnen hiermee alleen globale effecten worden bepaald. Lokaal kunnen grote afwijkingen optreden. De resultaten kunnen daarom niet tot op adresniveau worden geïnterpreteerd.

Conclusies Op 24 maart 2025 is het rapport ‘Effectbepaling winningen Eerbeek’ gepubliceerd. Hierin worden de volgende conclusies getrokken: • Met het stoppen van grondwaterwinning door De Hoop, toont het model een stijging van het grondwater in en rond Eerbeek. De maximale grondwaterstijging is meer dan 2 meter, in een zone direct rond de winningen die een deel van Eerbeek omvat. Een stijging van 5 centimeter of meer is te verwachten tot een afstand van 7,5 kilometer vanaf de winningen; • Stoppen alle grote industriële winningen in Eerbeek, dan geeft zijn de effecten vergelijkbaar met die van het stoppen van De Hoop. Het gebied waarin grondwaterstijging wordt verwacht is dan vooral ten westen, noordwesten en zuiden van Eerbeek groter; • Wanneer de drinkwaterwinning in Eerbeek door Vitens stopt, leidt dat ten westen van Eerbeek tot een stijging van de grondwaterstand. De maximale stijging is 10 tot 50 centimeter en wordt verwacht in een klein gebied ter hoogte van Landal Coldenhove. De zone waarin de stijging 5cm of meer bedraagt, reikt tot aan de grens van Eerbeek;

Engelenburgerlaan 31 6971 BV Brummen Postbus 5 6970 AA Brummen Telefoon (0575) 56 82 33 Fax (0575) 56 82 88 E-mail: gemeente@brummen.nl

Z115743/D462153

Blz. 2

• Het gezamenlijk beëindigen van zowel industriële winningen als de winning door Vitens, laat vergelijkbare effecten zien. Wel zijn dan de effecten in een veel groter gebied merkbaar, tot maximaal 13,5 kilometer vanaf de winningen. Communicatie Tijdens en na de onderzoeksperiode organiseerden we als gemeente waterspreekuren voor inwoners van Eerbeek. Hier stonden we inwoners te woord die te maken hebben of hadden met overlast van water in en rond hun woning. Hiermee boden we inwoners een luisterend oor en dachten we mee over mogelijke oplossingen. De waterspreekuren gaven ons daarnaast veel inzicht in de aard van de ervaren overlast en de locaties waar dit optreedt. Aanvullend organiseerden gemeente, provincie en waterschap op 12 mei gezamenlijk de ‘kennisdag Watersysteem van de Veluwe’. Met verschillende presentaties zijn inwoners van Eerbeek en omgeving geïnformeerd. Aan bod kwamen o.a. de oorzaken van het hoge grondwater, het belang van hoogwaardig grondwater en de mogelijkheden om woningen tegen overlast te beschermen. Inwoners konden daarnaast bij gesprekstafels terecht om hun persoonlijke situatie te bespreken en vragen te stellen. Vervolgonderzoek ‘Gebiedsverkenning watersysteem Eerbeek’ De onderzoeksresultaten en de resultaten van de waterspreekuren zijn besproken met deskundigen van provincie, waterschap en gemeente.

De conclusies vormden aanleiding voor het starten van vervolgonderzoek: een gebiedsverkenning. Deze gebiedsverkenning heeft tot doel: • Meer inzicht te geven in de werking en knelpunten van het watersysteem waarin Eerbeek ligt; • Mogelijke oplossingsrichtingen voor knelpunten en factoren waarop gestuurd kan worden in beeld te brengen, uitgaande van een natuurlijk en toekomstbestendig watersysteem; • Te verduidelijken welke rollen en verantwoordelijkheden de drie betrokken overheden, inwoners, ondernemers (boeren en industrie) en drinkwaterbedrijven dragen in deze context. De gebiedsverkenning wordt uitgevoerd als project binnen programma Eerbeek-Loenen 2030. Provincie, waterschap en gemeente dragen gezamenlijk de kosten vanuit het programmabudget. Gemeente Brummen voert de projectleiding. Verwacht wordt dat de gebiedsverkenning in het najaar van 2025 wordt opgeleverd. Meer informatie in een volgende raadsinformatiebrief Zodra de gebiedsverkenning is afgerond, informeren we u over de relevante uitkomsten daarvan met een nieuwe raadsinformatiebrief. Ook als zich tussentijds nieuwe ontwikkelingen voordoen omtrent hogere grondwaterstanden of wateroverlast, brengen we u daarvan op de hoogte. Met vriendelijke groet, burgemeester en wethouders van Brummen,

H. Matser secretaris

Bijlage(n):

G.J.M. van Rumund burgemeester (wnd.)

- Modelstudie Effectbepaling winningen Eerbeek (D462154)

462154

Effectbepaling winningen Eerbeek Provincie Gelderland 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

.

Arcadis Nederland B.V. Postbus 220 3800 AE Amersfoort Nederland

2

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Inhoudsopgave 1

2

3

4

5

3

Introductie

6

1.1

Aanleiding

6

1.2

Doel

6

1.3

Leeswijzer

6

Basismodel

7

2.1

Watersysteembeschrijving

7

2.2

Opzet basismodel

8

2.3

Validatie basismodel

12

Modelkalibratie

17

3.1

Werkwijze

17

3.2

Opgenomen modelverbeteringen

17

3.2.1

Correctie lekverlies tussen Laagpakket van Twello en weerstand onder stuwwal

17

3.2.2

Correctie kD verzadigde dikte

19

3.2.3

Correctie k-waarden stuwwal

19

3.2.4

Aanpassing kD Peize Waalre

19

3.2.5

Extra weerstand stuwwal

20

3.2.6

Verhoging weerstand Waalre klei 3

20

3.2.7

Aanpassingen watergangen ten westen van Apeldoorns kanaal

20

3.2.8

Controle anisotropie

20

3.2.9

Controle windebieten

21

Modelvalidatie

22

4.1

Validatiestatistieken stationair model na modelverbeteringen

22

4.2

Validatiestatistieken niet-stationair model

26

4.2.1

Tijdreeksanalyse

26

4.2.2

Ruimtelijke tijdreeksanalyse

27

Conclusie en aanbevelingen modelontwikkeling

30

5.1

30

Aanbevelingen Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

6

4

Effecten winningen nabij Eerbeek

31

6.1

Effect uitschakelen Vitens winning Eerbeek

32

6.2

Effect uitschakelen grote industriële winningen

35

6.3

Effect uitschakelen industriële winning De Hoop

35

6.4

Effect uitschakelen Vitens winning en industriële winningen

37

6.5

Conclusie effectberekeningen

38

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Bijlagen Bijlage A Modelopbouw

40

WEL

40

RIV

41

VCW

41

ANI

43

Bijlage B Validatiesets

44

Bijlage C Bijlage per PowerPoint/ kalibratieronde

45

Gevoeligheidsronde 1

48

Gevoeligheidsronde 2

69

Gevoeligheidsronde 3

83

Modelkalibratie

96

Bijlage D Grondwater verhanglijnen model na modelverbeteringen

105

Bijlage E Waterbalans

110

Waterbalans basissom

111

Waterbalans GA3

114

Waterbalans GA17

117

Waterbalans kalibratiesom (na laatste modelverbeteringen)

120

Bijlage F Validatie niet-stationaire som

123

Bijlage G Tijdreeksen

126

Freatisch

127

Onder Glijvlak

131

Onder Waalre klei 3

131

Colofon

5

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

133

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

1

Introductie

Dit rapport beschrijft de ontwikkeling en inzet van het grondwatermodel ter beoordeling van effecten van grote winningen bij Eerbeek. Het regionaal grondwatermodel AZURE vormt hiervoor de basis. Deze rapportage is geschreven voor experts op het gebied voor hydrologie; de inhoud is hierop afgestemd en niet verder uitgewerkt voor breder begrip.

Rapportage versie 2 Deze versie van het rapport bevat een aanvulling op de originele rapportage van 7 juni 2024 (projectnummer 30129264, referentie PSMPEF3ZPU7S-1312356840-166481:1). In het originele onderzoek zijn enkel cumulatieve effecten van winningen bepaald. In deze aanvulling is gekeken naar het effect van de industriële winning De Hoop; een industriële winning nabij Eerbeek. De grondwateronttrekking De Hoop is eind 2023 sterk verminderd. In Eerbeek is wateroverlast ondervonden in 2024, waarvoor meer inzicht is gewenst in de mogelijke oorzaken; het verminderen van winning De Hoop en/of het extreem natte jaar van 2024. Hiervoor is in deze aanvulling een effectberekening toegevoegd voor De Hoop (Hoofdstuk 6.3). De analyse van de grondwaterstand in 2024 is beschreven in de rapportage Eerbeek - analyse grondwaterstanden – Arcadis 27 februari 2025 (projectnummer 103054228, referentie PSMPEF3ZPU7S-1312356840-166483:1). In de voorliggende rapportage is enkel de stationaire effectberekening van de winning De Hoop toegevoegd.

1.1

Aanleiding

In 2022 is een geohydrologisch onderzoek uitgevoerd naar verkennende maatregelen voor de Soerense Poort1. Vanuit de omgeving is gevraagd de effecten van deze maatregelen te duiden in relatie tot effecten van grote winningen bij Eerbeek. Het effect van grote winningen bij Eerbeek op de hydrologische maatregelen bij de Soerense Poort zijn op dit moment onvoldoende in beeld. Het grondwatermodel dat is ontwikkeld voor de Soerense Poort1 is niet geschikt om het effect van deze winningen in beeld te brengen.

1.2

Doel

Het doel van dit onderzoek is het globaal in beeld brengen van de effecten van grote winningen bij Eerbeek. Onderdeel hiervan is het ontwikkelen van een geschikt grondwatermodel.

1.3

Leeswijzer

Dit rapport bestaat uit twee hoofddelen: 1. Hoofdstuk 2 tot en met 5 gaan in op de modelontwikkeling: In hoofdstuk 2 wordt het opstellen van het basismodel beschreven, waarbij een korte watersysteembeschrijving wordt gegeven en gebruikte modeldatabases en packages worden behandeld. Vervolgens gaat hoofdstuk 3 in op de werkwijze om het model verder te verbeteren. De in het model opgenomen verbeteringen staan beschreven in hoofdstuk 3.2. Hoofdstuk 4 beschrijft de uiteindelijke modelvalidatie. De conclusie en aanbevelingen bij de modelontwikkeling worden beschreven in Hoofstuk 5. 2. Hoofdstuk 6 gaat in op de effectenstudie bij winningen.

1 Geohydrologisch onderzoek verkennende maatregelen Soerense Poort (7 juni 2022 – Arcadis) (projectnummer: 30070351,

referentie: D10046597:69)

6

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

2

Basismodel

Dit hoofdstuk beschrijft de totstandkoming van het basismodel. Allereerst wordt een globale watersysteembeschrijving gegeven, waarin de belangrijkste kenmerken van het grondwatersysteem worden behandeld. Daarna volgt de opzet van het basismodel, waarbij de gebruikte modeldatabases en packages worden behandeld. Daarna volgt een validatie van het basismodel, die als uitgangspunt dient voor verdere modelverbeteringen (Hoofdstuk 3)

2.1

Watersysteembeschrijving

Het modelgebied omvat een deel van de Veluwe en de IJsselvallei. Eerbeek ligt op de oostflank van de Veluwe, in de overgangszone naar de IJsselvallei. De ondergrond verschilt, door verschillen in ontstaansgeschiedenis, sterk tussen het westelijke deel (Veluwe) en het oostelijke deel (IJsselvallei) van het model. Een geologische dwarsdoorsnede is weergegeven in Figuur 2-1 . De diepe ondergrond wordt gevormd door de mariene afzettingen van de Formaties van Maassluis (MS), Oosterhout (OO) en Breda (BR). De Breda klei vormt de geologische basis van het model. Boven de Formatie van Maasluis, ligt de Formatie van Peize-Waalre (PZWA). Deze bestaat uit klei- en zandlagen die door oude riviersystemen zijn afgezet. De Formatie van Peize-Waalre wigt naar het oosten toe uit (Figuur 2-1). Tijdens de voorlaatste ijstijd (Saalien) kwam het landijs tot halverwege Nederland en duwde een serie stuwwallen op, waaronder de Veluwe. Onder de Veluwe zijn aanwezige grondlagen door de druk van het ijs opgestuwd en schuingesteld, en vormen het gestuwd complex (DTc). Dit complex ligt boven de Peize-Waalre Formatie. De schuingestelde lagen bevatten ook kleilagen die als “schotten” over elkaar heen zijn gedrukt. Deze schuingestelde kleilagen vormen nu kleischotten, die nu zowel zorgen voor een horizontale als verticale weerstand.

De kleischotten blokkeren de grondwaterstroming, waardoor deze kleischotten de grondwaterstroming onder de Veluwe sterk beïnvloeden. Daarnaast is door de druk van het ijs en de schuivende grondlagen het glijvlak tussen Peize-Waalre en de gestuwde afzettingen samengedrukt en/of versmeerd. Het glijvlak ligt direct op de Waalre kleien en vormt met de Waalre klei 1 een scheidende laag, waarover een groot stijghoogteverschil (> 5 m) aanwezig is. In de IJsselvallei is na het terugtrekken van het landijs het dal (gletsjermeer) opgevuld met een dikke laag fijn riviersediment (+- 20 m dik) behorend tot de Formatie van Kreftenheye – Laagpakket van Twello (KRTWK). Op veel plekken is onder de Formatie van Kreftenheye een laag keileem aanwezig: een moraine-afzetting dat door versmering en druk onder het landijs is ontstaan (Formatie van Drenthe - laagpakket van Gieten (DRGIkl)). De slecht doorlatende lagen van Kreftenheye en Drenthe, zorgen ervoor dat grondwaterstroming vanuit de Peize-Waalre een 180 graden draai naar het westen zal maken. Boven het Laagpakket van Twello is het IJsseldal verder opgevuld met grofzandige en grindige afzettingen van de Rijn (Formatie van Kreftenheye). Tijdens het Eemien ging het riviersysteem over van een vlechtend naar een meer meanderend riviersysteem en is in de kom een komklei afgezet (Formatie van Kreftenheye – Laagpakket van Zutphen (KRZU)).

Hierboven komt een laag dekzand voor die tijdens en na de laatste ijstijd (Weichselien) door de wind is afgezet (Formatie van Boxtel (BX)). Ook zijn op een aantal plekken restanten van oude beeksystemen aanwezig, bestaande uit zand, leem en veenlagen (BX). Op de leem- en veenlagen kan water stagneren (lokaal). De IJssel heeft tijdens het Holoceen de IJsselvallei verder opgevuld met sediment. De Holocene afzettingen (HLc) bevinden zich boven op de Formatie van Kreftenheye (KR). Dicht bij de rivier werd de grovere fractie (zand en grind) afgezet in de vorm van oeverwallen en rivierduinen. Verder weg van de rivier, in de lagergelegen kommen, werd de fijnere fractie (klei) afgezet. De meanderende IJssel heeft zich meerdere malen verlegd, waardoor kleiige afzettingen steeds worden afgewisseld door zandige afzettingen.

7

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 2-1 Dwarsdoorsnede van de ondergrond rondom Eerbeek. De volgende formaties komen voor: HLc = Holocene afzettingen, BX = Formatie van Boxtel, KR = Formatie van Kreftenheye, KRZU = Formatie van Kreftenheye – Laagpakket van Zutphen, KRTW = Formatie van Kreftenheye – Laagpakket van Twello, DR = Formatie van Drenthe, DRUI = Formatie van Drenthe – Laagpakket van Uitdam, DRGI = Formatie van Drenthe – Laagpakket van Gieten, DTc = gestuwde afzettingen, UR = Formatie van Urk, AP = Formatie van Appelscha, PZWA = Formatie van Peize en Waalre, PZ = Formatie van Peize, MS = Formatie van Maassluis, OO = Formatie van Oosterhout, BR = Formatie van Breda. Zand - en klei-eenheden worden onderscheden met toevoegsel: z = zand, k = klei

2.2

Opzet basismodel

Door de omvang van de onttrekkingen en de bijbehorende invloed in Eerbeek, is het huidige Soerense Poort model niet groot genoeg. De effecten van de winning reiken tot voorbij het modelextent. Bij de effectenstudie naar de onttrekking van Mayr-Melnhof in Eerbeek (Arcadis, 2017) is gevonden dat het effect van enkel deze winning tot de A50 (ten zuiden van Apeldoorn) reikt. Om de effectberekening uit te voeren is allereerst het modelextent (Figuur 2-2) vergroot naar 34 km bij 34 km. Vanwege het grote extent wordt met een stationair model gerekend, zodat de rekentijden beperkt blijven.

8

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 2-2 Het extent van het Soerense Beekmodel en vergrote modelextent van het nieuwe Eerbeekmodel om de effectbepaling te kunnen uitvoeren

Voor het opstellen van het basismodel zijn de volgende modellen als bouwstenen gebruikt (zie uitgebreide rapportages op portal AZURE | Dashboard-WE Publiek (arcgis.com):  AZURE 1.03.     

AZURE 1.04 – de voor het project Waardevol Brummen geschikt gemaakte versie van het AZURE 1.03 model (het Zuidelijke IJsselvallei model). AZURE 1.04 bèta – voor het project “Effectiviteit droogtemaatregelen” is het AZURE 1.04 model verlengd en zijn enkele lokale verbeteringen doorgevoerd. Soerense Beek model – het AZURE 1.04 model waarin de in 2014 genomen maatregelen bij de Soerense Poort zijn verwerkt, en lokale verbeteringen zijn doorgevoerd. AZURE 2.0 – deze versie is nog niet officieel vrijgegeven. Het bevat o.a. het lagenmodel gebaseerd op REGIS II v2. Mayr Melnhof model – verbeteringen onttrekkingsdata van de industriële winning Mayr Melnhof in Eerbeek (tegenwoordig Folding Boxboard Eerbeek).

In Tabel 2-1 is een overzicht gegeven van de verschillende modelpackages en welke modelverbeteringen zijn overgenomen uit welke (deel)modellen in het basismodel. Hieronder worden de aanpassingen per package toegelicht.

9

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Tabel 2-1 Overzicht van de gebruikte packages en de gehanteerde uitgangspunten

Pack Algemene age beschrijving WEL

De onttrekkingen in het model. Binnen AZURE zijn alleen drinkwaterwinningen en grotere industriële onttrekkingen opgenomen.

Gebruikt model/ Wijzigingen •

•

Stationaire onttrekkingen AZURE 1.03 bevat de laatste versie van overgenomen uit AZURE 1.03 met alle stationaire onttrekkingen in het model. aanpassingen aan winningen De onttrekkingen van Vitens en Mayr Mayr Melnhof en Vitens Eerbeek Melnhof in Eerbeek bleken hierin nog niet Op Schalterberg infiltratie via goed te zijn geschematiseerd en zijn vijvers toegevoegd daarom aangepast. Daarnaast zijn de infiltratie vijvers op de Schalterberg toegevoegd. Zie ook Bijlage A.

DRN

Alle drainage en kleine Overgenomen uit Soerense Beek model2 watergangen (greppels) die in het model zitten. In AZURE is onder elk gebouw en weg drainage aanwezig. Dit staat voor een geforceerde ontwatering van wegen en gebouwen.

RIV

Alle grote watergangen, plassen en rivieren.

•

•

Toelichting

Lokale verbeteringen bij de Soerense Poort zijn in het model verwerkt.

Oppervlaktewater is overgenomen Lokale verbeteringen aan het AZURE 1.03 uit Waardevol Brummen/Soerense model uit Waardevol Brummen en Beek Soerense Beek overgenomen. Zie ook Winter en zomer bestanden zijn Bijlage A. gemiddeld genomen voor Eerbeek

OLF

Overlandflow

Overgenomen uit Soerense Beek model

Lokale verbeteringen bij de Soerense Poort (d.i. afgegraven percelen) zijn in het model verwerkt.

BND

Deze package geeft Aangepast naar modelextent 34 km bij 34 aan welke modelcellen km actief zijn (1) of inactief zijn met een vaste (Xmin = 180000 m, ymin = 440000 m, stijghoogte (-1) of geen xmax = 214000 m, ymax = 474000 m) stroming (0).

Het modelextent is vergroot, zodat effecten van grote winningen goed beoordeeld kunnen worden.

SHD

Startstijghoogten

SHD aangepast op basis van een interpolatie van de gemeten stijghoogte, boven en onder gestuwde afzettingen

Recentste versie van de SHD uit AZURE 1.04, bleek uit te gaan van een te natte beginsituatie

KD

Transmissiviteit

Overgenomen uit nieuwe lagenmodel uit AZURE 2.0 (REGIS II), waarbij lokale verbeteringen uit eerdere (deel)modellen zijn meegenomen.

In AZURE 1.04 bleek het lagenmodel onduidelijk te zijn geschematiseerd: 1. Het is niet navolgbaar welke formaties in welke modellaag aanwezig zijn. 2. In het model zitten scherpe overgangen in kD en C waarden

2 Geohydrologisch onderzoek verkennende maatregelen Soerense Beek - D10046597 (Arcadis, 2022)

10

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Pack Algemene age beschrijving

Gebruikt model/ Wijzigingen

Toelichting door verwerking van eerdere deelmodelverbeteringen in het model. Daarom is besloten het nieuwe lagenmodel uit AZURE 2.0 (Tabel 2-2) over te nemen, welke nog niet gekalibreerd is. Hieraan zijn vervolgens aanpassingen gedaan op basis van eerdere (deel)modellen (Bijlage A).

VCW Weerstand slecht doorlatende lagen

Overgenomen uit nieuwe lagenmodel uit AZURE 2.0 (REGIS II) + lokale aanpassingen uit Waardevol Brummen/ Soerense Beek en het Mayr Melnhof model

Zie toelichting KD en Bijlage A

ANI

Anisotropie

Anisotropie uit AZURE 2.0 overgenomen

Voor AZURE 2.0 zijn de anisotropie vlakken onderzocht en aangepast op basis van nieuwe inzichten (Bijlage A).

TOP

Bovenkant modellaag

Overgenomen uit nieuwe lagenmodel uit AZURE 2.0 (Tabel 2-2) op basis van REGIS II (Figuur 2-1)

Zie toelichting KD

BOT

Onderkant modellaag

Overgenomen uit nieuwe lagenmodel uit AZURE 2.0 (Tabel 2-2) op basis van REGIS II (Figuur 2-1)

Zie toelichting KD

RCH

Grondwateraanvulling

Afkomstig uit het Veluwe model. Aanvulling rond 1,1 mm/d

Het Veluwemodel geeft een betere inschatting van de grondwateraanvulling op de Veluwe dan de grondwateraanvulling die in AZURE 1.03 is aangehouden.

11

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Tabel 2-2 Lagenmodel op basis van AZURE 2.0 Laag

Formaties

Afkorting

1

Holoceen

HLc

2

Boxtel

BXz2, BXk1

3

Boxtel en Kreftenheye (Laagpakket van Zutphen)

BXz3-4, KRz2, KRz3, KRZUk

4

Kreftenheye (Laagpakket van Twello)

KRz4, KRTWk

5

Kreftenheye en Drenthe (Laagpakket van Uitdam)

KRz5, DRz1, DRUIk

6

Drenthe (Laagpakket van Gieten)

DRz2, DRGIkl

7

Drenthe en gestuwd complex

Drz3, DTCz1-3

8

Gestuwd complex

DTCz4

9

Gestuwd complex (glijvlak)

DTcz5, DTc glijvlak

10

Urk, Sterksel, Appelscha en Peize-Waalre (Waalre klei 1)

URz1-5, APz1, PZWAz1, STz1-2, WAk1

11

Peize-Waalre (Waalre klei 2)

PZWAz2, WAk2, PZk1

12

Peize-Waalre (Waalre klei 3)

PZWAz3, Wak3

13

Peize-Waalre (complex), Maasluis

PZc, PZWAz4, MSZ1, MSk1

14

Maasluis

MSZ2, MSk2

15

Maasluis en Oosterhout

MSZ3, MSc, MSz4, OOz1, OOk1

16

Oosterhout

OOz2, OOc

17

Oosterhout en Breda

OOc, BRz1, BRk1

2.3

Validatie basismodel

Het basismodel is stationair doorgerekend op 25 bij 25 m en gevalideerd op de gemiddelde stationaire grondwaterstand (GG) (de gebruikte validatieset in weergeven Figuur 6-8 in Bijlage B). De gemeten en berekende GG zijn tegen elkaar uitgezet. Freatisch is het model gemiddeld 2,24 m te droog (Figuur 2-3). Vooral bij hoge grondwaterstanden (t.o.v. NAP) is het model systematisch te droog met een maximale afwijking van 26,25 m. Onder de stuwwal (DTc) is het model te droog: gemiddeld 2,72 m te droog (Figuur 2-4). Ook hier wijkt het model bij hogere stijghoogten (t.o.v. NAP) systematisch af met een maximale afwijking van 21,13 m. In de diepere watervoerende pakketten onder de Waalre klei 3, daarentegen, is het model juist 2,1 m te nat (Figuur 2-5) met een maximale afwijking van 4,8 m.

12

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

. Figuur 2-3 Validatiegrafiek freatisch pakket

Figuur 2-4 Validatiegrafiek onder stuwwal

13

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 2-5 Validatiegrafiek onder Waalre klei 3

Ruimtelijk gezien is het model freatisch te droog op de stuwwal en te nat in de IJsselvallei (Figuur 2-6). De grootste afwijkingen (> 10 m te droog) worden op de stuwwal berekend. Ook nabij de flanken van de stuwwal, rondom Eerbeek, worden de grondwaterstanden te droog berekend (2 tot 10 m te droog; Figuur 2-6). Onder de stuwwal is een vergelijkbaar patroon in de bollenkaart zichtbaar (Figuur 2-7): onder de Veluwe berekent het model de stijghoogte te droog en onder IJsselvallei te nat. In de diepe watervoerende pakketten onder de Waalre klei 3 berekent het model voor het gehele modelgebied de stijghoogte te nat (Figuur 2-8), waarbij de afwijkingen in het westelijke deel (2 tot 5 m te nat) groter zijn dan in het oostelijke deel (0,5 tot 2 m te nat). Het grondwater lijkt op basis van de validatie in het basismodel te makkelijk weg te kunnen stromen naar beneden door de stuwwal, mogelijk door te lage weerstand van scheidende lagen of door lekstromen. Voor het in beeld brengen van de effecten van waterwinningen op de hydrologische maatregelen bij de Soerense Poort is verdere modelkalibratie daarom noodzakelijk. De werkwijze hiervoor wordt in hoofdstuk 3 nader toegelicht.

14

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 2-6 Bollenkaart freatisch; dGG is het verschil tussen de gemeten en berekende gemiddelde stationaire grondwaterstand; ofwel de modelafwijking

Figuur 2-7 Bollenkaart onder stuwwal; dGG is het verschil tussen de gemeten en berekende gemiddelde stationaire grondwaterstand; ofwel de modelafwijking 15

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 2-8 Bollenkaart onder Waalre klei 3; dGG is het verschil tussen de gemeten en berekende gemiddelde stationaire grondwaterstand; ofwel de modelafwijking

16

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

3

Modelkalibratie

In dit hoofdstuk is de kalibratiewijze en de hieruit volgende modelverbeteringen beschreven.

3.1

Werkwijze

Aan de hand van het validatieresultaat van het basismodel, en de watersysteemkennis, zijn verschillende aanpassingen van modelparameters voorgesteld die tot mogelijk verbeteringen konden leiden. Vervolgens zijn meerdere gevoeligheidsanalyserondes uitgevoerd (Bijlage C; Tabel 6-1). Iedere ronde is besproken met de expertgroep, waarbij beoordeeld is welke parameteraanpassing tot de gewenste verbetering leidde. Daarbij is steeds gedacht vanuit het systeem (zie paragraaf 2.1): is het hetgeen wat in het model gebeurt logisch te verklaren? Daarom is niet alleen naar bollenkaarten gekeken, maar is ook gekeken naar:  Waterbalansen – door middel van een waterbalansen is beoordeeld of de grondwaterfluxen qua richting en grootte overeenkomen met wat op basis van het systeem te verwachten valt. Daarbij is voor verschillende balansgebieden gekeken of grote lekstromen aanwezig zijn of dat fluxen onrealistisch hoog zijn. Hier is niet gevalideerd aan de hand van gemeten waterbalansen (niet voorhanden).  Stroombaanberekeningen – door middel van stroombanen is inzichtelijk gemaakt waar lekverliezen en/of andere onrealistische stromingspatronen in het model voorkomen.  Grondwater verhanglijnen – door de verhanglijnen van het model te vergelijken met de gemeten verhanglijnen kon beoordeeld worden of aanpassingen in het model tot gewenste sprongen in grondwaterstanden leiden.

De modelaanpassing is uitgevoerd van grof naar fijn, met een getrapte aanpak; iedere verbeterronde borduurde verder op de doorgevoerde aanpassingen uit de vorige ronde. Niet alle aanpassingen die tot kleinere modelafwijkingen (validatiestatistieken) leiden kunnen verklaard worden op basis van het functioneren van het watersysteem. Om te voorkomen dat het model juiste resultaten genereert om de verkeerde redenen (“right for the wrong reasons zijn alleen die aanpassingen meegenomen die tot noemenswaardige verbeteringen leiden én die tegelijkertijd ook konden worden onderbouwd vanuit het grondwatersysteem. Het model is na het doorvoeren van modelverbeteringen stationair doorgerekend voor een celgrootte van 25 m bij 25 m. Dit model is vervolgens gevalideerd aan de hand van bollenkaarten, validatiegrafieken, en verhanglijnen. Tussentijds is het model ook een keer niet-stationair (periode 2008-2016) doorgerekend, waarbij ook is gevalideerd op dynamiek. Voor de stationaire som is de validatieset gebruikt, die door TAUW is gebruikt en gecontroleerd op plausibiliteit. Deze is aangevuld met aanvullende meetreeksen uit DINOloket, om ook in de IJsselvallei voldoende peilbuismetingen te hebben. Voor de niet-stationaire som zijn alleen de meetreeksen van DINOloket gebruikt, omdat de set van TAUW enkel stationair beschikbaar was.

Ook is het niet-stationaire model voor een kleiner extent doorgerekend (xmin = 188000 m, ymin = 446000 m, xmax = 208000 m, ymax =262000 m).

3.2

Opgenomen modelverbeteringen

In meerdere gevoeligheidsronden is gekeken welke aanpassingen tot gewenste verbeteringen leiden en waarvoor een logische verklaring gegeven kon worden. In deze paragraaf zijn alle modelverbeteringen beschreven die uiteindelijk in het verbeterde model zijn opgenomen.

3.2.1

Correctie lekverlies tussen Laagpakket van Twello en weerstand onder stuwwal

In het REGIS-model sluit de weerstandslaag onder de stuwwal (DTc) en weerstandslaag van het Laagpakket van Twello (KRTW)) goed op elkaar aan (Figuur 3-1). In het kD en C model zijn het Laagpakket van Twello (modellaag 4) en het glijvlak (modellaag 9) afzonderlijke lagen en sluiten beide lagen niet goed op elkaar aan; er is een tussenliggende kD aanwezig. Hierdoor is een lekstroom mogelijk (Tabel 6-2 in Bijlage E; Figuur 3-1). Daar waar het Laagpakket van Twello en de weerstandslaag onder de stuwwal beide voorkomen in het model, is de lekstroom geblokkeerd door de kD waarde van de tussenliggende watervoerende lagen op nul te zetten (Figuur 3-2). Door het dichten van deze lekstroom, wordt het model onder de stuwwal natter (Gevoeligheidsronde 1 in Bijlage C).

17

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 3-1 Lekstroom tussen Laagpakket van Twello (Formatie van Kreftenheye (KRTW)) en de weerstand onder de stuwwal (DTc). KD zijn de watervoerende lagen en VCW de weerstand biedende lagen

Figuur 3-2 Voorkomen stuwwal (DTc; blauw) en Laagpakket Twello (KRTWk; geel). Daar waar beide voorkomen (groen gearceerd) is de kD van tussenliggende watervoerende lagen op nul gezet

18

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

3.2.2

Correctie kD verzadigde dikte

De kD is gecorrigeerd op basis van verzadigingsdikte. De kD waardes in het basismodel zijn gebaseerd op het REGIS-model en gaan uit van een volledig watervoerende laag. Daar waar dikke onverzadigde zones voorkomen, zoals op de stuwwal, is de verzadigde dikte kleiner dan in het lagenmodel is aangehouden. In werkelijkheid is de doorstroomde dikte lager, en moet dus ook de kD lager zijn. Dit is in het model verbeterd door de kD te bepalen aan de hand van de verzadigde dikte op basis van peilbuisinterpolatie.

3.2.3

Correctie k-waarden stuwwal

De k-waarden (horizontale doorlatendheden) van de stuwwal (DTc) zijn aangepast: de k-waarde van de oostflank is verlaagd van 20 m/d naar 7.5 m/d en van de westflank verhoogd naar 30 m/d. In het basismodel kon water aan de oostflank van de stuwwal te makkelijk wegstromen richting de IJsselvallei en aan de westflank stroomde het water juist niet makkelijk genoeg weg. Vanuit systeemkennis is bekend dan aan de oostflank kleischotten voorkomen die door hun hoek een grotere barrière vormen. Vanuit gevoeligheidsanalyse bleek dat een aanpassing van de k-waarde het beste resultaat opleverde. Het aanpassen van de anisotropiefactor in plaats van de k-waarden zorgde niet voor het gewenste resultaat: hier traden grondwaterstandsveranderingen alleen buiten de anisotropie banen op (zie Gevoeligheidsronde 3 in Bijlage C).

3.2.4

Aanpassing kD Peize Waalre

De kD van de Peize-Waalre (PZWAz2-3; laag 11 en 12) is aan de oostkant verlaagd. Water stroomde in het basismodel te makkelijk weg in de Formatie van Peize Waalre in oostelijke richting door te hoge kD waardes (Waterbalans basissom in Bijlage E). In werkelijkheid kan het water hier enkel naar het westen wegstromen (de formatie wigt uit; Figuur 3-3). De grondwaterstroming water zou hier dus 180 graden naar het westen draaien (Figuur 3-3). Het grondwater zou hierdoor langzamer moeten stromen, dan in het model het geval was. Dat kan door het toevoegen van weerstand of het hanteren van een lager kD waarde. Omdat het model minder gevoelig is voor het toevoegen van extra weerstand is gekozen om de kD te verlagen. Hierbij is uitgegaan dat het zand van de Formatie van Peize-Waalre in het oosten fijner en compacter. Daarom is op de locaties waar de KD tussen de 3000-5000 ligt een factor 0,16 toegepast. Daar waar de KD <3000 is, is een factor 0,1 toegepast. Hierdoor neemt de kD sterker af in oostelijke richting, en stroomt hier minder water naar toe in het model (zie stroombanenkaarten van som GA17 in Gevoeligheidsronde 2 in Bijlage C en Tabel 6-4 in Bijlage E).

Figuur 3-3 De Formatie van Peize-Waalre (PZWAz2 en PZWAz3) wigt naar het westen toe uit. Door de schuinstelling van de kleischotten (60 graden naar het oosten) hoopt het water zich op in het dunne oostelijke deel van de Formatie van Peize-Waalre. Door de weerstand van het Laagpakket van Twello (KRTWk) in het oosten zal water een 180 graden draai moet maken en naar het westen moeten stromen

19

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

3.2.5

Extra weerstand stuwwal

In de stuwwal (laag 7 t/m laag 9; DTc) is extra weerstand toegevoegd. Hierbij is 200 d weerstand aangehouden voor laag 7, 500 d voor laag 8 en een weerstand van 7500 dagen voor laag 9. In laag 9 was al 5000 d weerstand aanwezig in het lagenmodel van AZURE 2.0 (glijvlak; onderkant stuwwal (DTc)). Deze is verder verhoogd (factor 1,5), omdat gemeten grondwaterstanden een groter stijghoogteverschil lieten zien over de onderkant stuwwal (DTc). Bij de westelijke uitlopers van de stuwwal is de weerstand van het laag 9 aangepast naar 1000 dagen; hier is het gemeten stijghoogteverschil over deze laag heen kleiner (zie 3 in Bijlage C). In de stuwwal was in het lagenmodel geen weerstand aanwezig; water stroomde in het basismodel op de stuwwal recht naar beneden. Door de aanwezigheid van kleischotten zal water in werkelijkheid niet recht naar beneden zal stromen, maar met een bepaalde hoek naar het oosten. Dit is in het model benaderd door het toevoegen van extra weerstand in lagen 7 en 8 van de stuwwal (DTc). Hierdoor wordt de stroming in de verticale richting geremd. Een aanpassing van de anisotropie heeft hier niet het gewenste effect, aangezien dit in het model enkel in horizontale richting werkt.

Door het toevoegen van extra weerstand in het gestuwd complex is het model in de stuwwal natter, en dus de modelafwijking kleiner, blijkt uit de gevoeligheidsanalyse (zie som GA3 van Gevoeligheidsronde 1 in Bijlage C en Tabel 6-3 in Bijlage D).

3.2.6

Verhoging weerstand Waalre klei 3

De weerstand van Waalre klei 3 is in twee stappen aangepast: 1. Weerstand Waalre klei 3 is met een factor 70 verhoogd (de weerstand is nu circa 140.000 dagen in het model). Peilbuismetingen wezen op een groot stijghoogteverschil over de Waalre klei 3 (zie Gevoeligheidsronde 2 in Bijlage C). Uit de gevoeligheidsanalyse bleek dat de weerstand in het model te laag was om dit stijghoogteverschil te kunnen verklaren. 2. De stijghoogtesprong na stap 1 werd met het model nog steeds onderschat, doordat het model te nat werd berekend onder de Waalre klei 3. Dit kwam door een grote voeding vanuit de modelrand boven de Waalre klei 3. Door het ontbreken van Waalre klei 3 in het noorden van het modelgebied, terwijl hier wel een hoge kD aanwezig is, staan de modellagen hier met elkaar in verbinding. De hogere modelrand in modellaag 12, voedt de stijghoogte in modellaag 13. Hierdoor wordt modellaag 13 te nat berekend, en modellaag 12 juist te droog. Eerdere studies hebben aangetoond dat een dik watervoerend pakket enige weerstand kan bieden. Om deze reden is er een weerstand toegevoegd aan de Waalre klei 3 (C12) in de noordwestelijke hoek, met een waarde van 200 tot 1000 dagen, gebaseerd op de transmissiviteit van de kD uit laag 12. Deze aanpassing heeft het gewenste effect; de gemeten stijghoogtesprong wordt beter benaderd (zie Modelkalibratie in Bijlage C).

3.2.7

Aanpassingen watergangen ten westen van Apeldoorns kanaal

Ten westen van het Apeldoorns kanaal zijn de watergangen aangepast. Hierbij is de infiltratie van deze watergangen op nul gezet; er is hier geen wateraanvoer aanwezig. De maximale conductance van deze watergangen is vastgezet op 50 m²/d, aangezien de eerdere waarde (lokaal > 625 m²/d) onrealistisch hoog was. Daarnaast zijn losse watergang cellen verwijderd (deze wateren nergens op af, en hebben dus geen drainerende werking), tenzij deze zich in stedelijk gebied bevonden of naast een weg of spoor lagen. Hoewel deze aanpassing geen grote invloed heeft op de berekende waterstanden nabij Eerbeek, is deze toch meegenomen als een systeemverbetering van het model.

3.2.8

Controle anisotropie

Op de flank van de Veluwe was het model nog te droog. Er zijn veel winningen in dit gebied, dus een te droog model kan duiden op een mogelijk onjuiste verlagingskegel van deze winningen. Om deze reden is de anisotropiefactor in de oostflank van de Veluwe verhoogd met een factor 5 (Figuur 3-4). Hierdoor krijgen de onttrekkingen een meer ronde vorm en worden ze zijdelings beter gevoed. De effecten van deze aanpassing zijn echter wisselend (zie Modelkalibratie in Bijlage C). De vorm van de verlagingskegels zijn sterk bepalend in het doel van deze studie; bepalen van het effect van winningen. Om deze reden is gekozen om de variatie in anisotropie mee te nemen als bandbreedte in de effectberekeningen.

20

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 3-4 Locatie aanpassing anisotropie; de lichtblauw en groene anisotropie banen (omcirkeld) zijn aangepast

3.2.9

Controle windebieten

De windebieten van de nabijgelegen grote onttrekkingen bij Eerbeek zijn geanalyseerd. Hierbij is gekeken naar de onttrekkingen van Vitens (Eerbeek en Ellecom), en de industriewinningen De Hoop en Coldenhove. De stationaire windebieten bij AZURE, en de beschikbare geleverde data zijn met elkaar vergeleken. Vitens Eerbeek:  Debiet AZURE 103: 1,1 Mm³/j.  Geleverde data: 1,3 Mm³/j. Vitens Ellecom:  Debiet AZURE 103: 3,5 Mm³/j.  Geleverde data: 5,4 Mm³/j. De Hoop:  Debiet AZURE 103: 2,2 Mm³/j, filterdiepte -6 tot -43 m NAP (gestuwd complex).  Geleverde data: 2,05 Mm³/j, filterdiepte -27 tot -65 m NAP (gestuwd complex). Coldenhove:  Debiet AZURE 103: 0,6 Mm³/j, filterdiepte -2 tot -12 m NAP (gestuwd complex).  Geleverde data: 0,6 Mm³/j, filterdiepte -12 tot -54 m NAP (gestuwd complex). Er zijn afwijkingen aanwezig tussen de gemeten debieten en de debieten in het model; met name bij Ellecom is dit goed te zien. De windebieten bij Eerbeek die momenteel onderzocht worden lijken wel juist te zijn. De filterdieptes wijken bij enkele putten ook af, maar deze winningen staan wel in het juiste watervoerend pakket. Op basis van het bovenstaande is de keuze gemaakt om voor dit onderzoek de debieten van AZURE aan te houden. De winningen waar de effecten van worden berekend zitten juist in het model.

De afwijking van debieten van andere winningen kan invloed hebben op de berekende stijghoogten. Hierdoor wordt bij deze winningen een grotere modelafwijking verwacht. De debieten van de winning Folding Boxboard Eerbeek (vroeger Mayr Melnhof) zijn niet in de controle opgenomen aangezien deze in het basismodel al met het juiste debiet is opgenomen (zie Tabel 2-1 ). 21

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

4

Modelvalidatie

Na het doorvoeren van alle modelverbeteringen is het model stationair doorgerekend en gevalideerd. In onderstaande figuren (Figuur 4-1 tot en met Figuur 4-3) is het stationaire validatieresultaat weergeven. Aandachtspunt: Het model is tussentijds ook niet-stationair doorgerekend om ook te valideren op dynamiek. Bij deze som waren nog niet alle modelverbeteringen meegenomen. Het niet-stationaire model is doorgerekend met aanpassingen tot en met ‘extra weerstand stuwwal’ (paragraaf 3.2.5).

4.1

Validatiestatistieken stationair model na modelverbeteringen

In het verbeterde model wordt het regionale systeem nu beter gemodelleerd; het model laat een kleinere systematische afwijking zien. Door onzekerheden in de modelparameters en de complexheid van het systeem zijn desondanks lokaal nog grote afwijkingen aanwezig. Waar het model eerder (vrijwel) overal de grondwaterstanden te droog berekende, berekent het model nu de grondwaterstanden (GG) zowel te droog als te nat (Figuur 4-1). Door de doorgevoerde modelverbeteringen presteert het model een stuk beter dan het basismodel: de gemiddelde freatische afwijking is 0,16 m (Tabel 4-1; Figuur 4-1) tegenover 2,24 m te droog in het basismodel (Tabel 4-1; Figuur 2-3). Vooral hoge uitschieters van meer dan 10 m afwijking in het basismodel zijn in het verbeterde model kleiner geworden. Ook onder de stuwwal (DTc) is het verbeterde model meer in lijn met de metingen dan in het basismodel: het basismodel berekende de stijghoogte gemiddeld 2,72 m te droog (Tabel 4-1; Figuur 2-5) en het verbeterde model 0,56 m te nat (Tabel 4-1; Figuur 4-2). Onder de Waalre klei 3 daarentegen is de modelprestatie verbeterd. Het basismodel was hier al iets te nat en is na de aanpassingen iets minder sterk te nat. De gemiddelde afwijking is afgenomen van 2,51 m (Tabel 4-1 Figuur 2-5) naar 1,94 m te nat (Tabel 4-1; Figuur 4-3).

De verhoging van de weerstand in Waalre klei 3 in de noordwestelijke hoek zorgt dus voor een verlaging van de berekende stijghoogten onder de Waalre klei 3. Tabel 4-1 Gemiddelde afwijking stationair (dGG)

Basismodel

Verbeterd model

DGG (stationair)

DGG (stationair)

Freatisch

2,24 m te droog

16 cm te droog

Onder stuwwal

2,72 m te droog

56 cm te nat

Onder Waalre-klei 3

2,51 te nat

1,94 te nat

*voor de niet-stationaire validatie is andere validatieset gebruikt. Ook is het niet-stationaire model voor een kleiner extent doorgerekend met andere verbeteringen

De grootste verbeteringen zijn zichtbaar op de stuwwal, waar het basismodel het sterkst afweek van de peilbuismetingen (Figuur 4-4). Ondanks dat de afwijking nog steeds groot zijn, zijn de afwijkingen in freatische grondwaterstanden minder systematisch op de stuwwal. Langs de flanken van de stuwwal wordt de grondwaterstanden zowel te droog als te nat berekend. Lokale variaties in ondergrond, zoals kleischotten, kunnen dit mogelijk verklaren. In de IJsselvallei zijn de veranderingen tussen het basismodel en verbeterde model in grondwaterstanden beperkt gebleven (Figuur 2-6 en Figuur 4-4). Uit de niet-stationaire validatie blijkt dat de IJsselvallei goed berekend wordt wanneer dynamische processen worden meegenomen. In de stationaire berekening wordt de IJsselvallei te nat berekend. Onder de stuwwal (DTc) valt vooral op dat in het westelijke deel nu ook plekken te nat (Figuur 4-5) worden berekend, waar in het basismodel de stijghoogte nagenoeg overal te droog werd berekend (Figuur 2-7). In de diepe watervoerende pakketten onder de Waalre klei 3 zijn de veranderingen beperkt gebleven, hier is een grotere afwijkingen (natter) zichtbaar in het verbeterde model (Figuur 2-8 en Figuur 4-6).

22

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

De berekende verhanglijnen laten goede overeenkomsten zien met de gemeten waarden (Bijlage D): de opbolling in de stuwwal en de grondwaterstanden in de IJsselvallei worden door het model goed berekend. Vooral langs de flanken van de stuwwal wijkt de berekende verhanglijn af van de gemeten grondwaterstanden. Onder de stuwwal en onder de Waalre klei 3 presteert het model een stuk minder: de verhanglijnen wijken hier sterker af van de gemeten waarden.

Figuur 4-1 Validatiegrafiek freatisch

Figuur 4-2 Validatiegrafiek onder stuwwal

23

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 4-3 Validatiegrafiek onder Waalre klei 3 (13-17)

Figuur 4-4 Bollenkaart freatisch

24

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 4-5 Bollenkaart onder stuwwal.

Figuur 4-6 Bollenkaart onder Waalre klei 3 25

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

4.2

Validatiestatistieken niet-stationair model

Aandachtspunt: Het model is tussentijds ook niet-stationair doorgerekend om ook te valideren op dynamiek. Bij deze som waren nog niet alle modelverbeteringen meegenomen. Het niet-stationaire model is doorgerekend met aanpassingen tot en met ‘extra weerstand stuwwal’ (paragraaf 3.2.5). De resultaten van de niet-stationaire som staan in Bijlage E (waterbalans; Tabel 6-5) en in Bijlage F (bollenkaarten en validatiegrafieken; Figuur 6-11 t/m Figuur 6-15). Tabel 4-1 vat de resultaten van het basismodel en het verbeterde model samen. Voor het freatische pakket valt op dat de modelafwijking voor de GLG (Gemiddeld Laagste Grondwaterstand) en GHG (Gemiddeld Hoogste Grondwaterstand) groter is dan de modelafwijking in GG (stationair). Onder de stuwwal wordt de GG te nat berekend, waar de GLG en GHG juist te droog worden berekend (Tabel 4-1). Hierbij valt op dat het model vooral de GHG, de piekstijghoogten, te droog berekent. Het model berekent zowel de GG als de GHG en GLG onder de Waalre klei 3 flink te nat (> 1,5 m te nat; (Tabel 4-1)). De modelafwijking voor de GG en GLG is van dezelfde orde van grootte; de GHG wordt hier juist het minst nat berekend (Tabel 4-1).

De verschillen tussen de stationaire en de nietstationaire modelrun kunnen voor een klein verklaard worden door een verschil in de gebruikte validatieset, en door de aanvullende modelverbeteringen na paragraaf 3.2.5 welke nog niet in het niet-stationaire model aanwezig waren. Daarnaast laat dit zien dat er nog afwijkingen in dynamiek aanwezig zijn die niet naar voren komen bij de stationaire berekening. Tabel 4-2 Gemiddelde afwijking niet-stationair (dGLG en dGHG)

Freatisch Onder stuwwal Onder Waalre-klei 3

4.2.1

DGLG (niet-stationair) * 80 cm te droog 32 cm te droog 2,44 te nat

DGHG (niet-stationair) * 98 cm te droog 98 cm te droog 1,64 m te nat

Tijdreeksanalyse

Op basis van tijdreeksen (Bijlage G) uit de tijdsafhankelijke berekeningen zien we de volgende zaken:  Systematische afwijking (te droog) in freatische grondwaterstand op Veluwe; dynamiek vergelijkbaar als in de gemeten grondwaterstanden (peilbuizen B33D0248_1 en B33D0135_1).  Op de Veluwe laat het model een stijgende trend in freatische grondwaterstanden zien, terwijl deze niet zichtbaar is in de gemeten grondwaterstanden (B33D0194_1 en B33D0168_1). Mogelijk gaat hier iets fout in de initialisatie van Metaswap.  In de IJsselvallei laat het model goede overeenstemming zien met de gemeten freatische grondwaterstand peilbuizen (peilbuis B33G1143_1)  Langs de flanken van de Veluwe (nabij Eerbeek) presteert het model qua dynamiek vrij goed maar is deze systematisch te nat (B33D0249_1) of te droog (B33G0233_2).  Op sommige plekken op de Veluwe berekent het model de pieken en/of dalen te vroeg of te laat (B33D0130_1).  Onder het glijvlak berekent het model de stijghoogte systematisch te droog (peilbuis B33D130_4).  De stijghoogte onder de Waalre klei 3 laat iets meer dynamiek in de metingen zien dan het model berekent. Daarnaast de stijghoogte systematisch te nat berekend (B33D0130_5 en B22D0135_6). Dit wijst mogelijk op te weinig weerstand in of onder de Waalre klei 3.

26

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

4.2.2

Ruimtelijke tijdreeksanalyse

De tijdreeksen van het niet stationaire model zijn geanalyseerd op absolute afwijking, dynamiek en timing. Hierbij is gekeken of er ruimtelijke patronen herkenbaar zijn in de modellering. Absolute afwijking Uit Figuur 4-7 blijkt dat er lage grondwaterstanden zijn berekend bij de flank van de stuwwal, dit geldt ook voor de berekende grondwaterstanden op de Veluwe. In het In de IJsselvallei zijn de grondwaterstanden wel goed berekend. Het stationaire model was in de IJsselvallei te nat berekend; dit toont aan dat de dynamische processen hier belangrijk zijn voor het goed berekenen van de stijghoogten.

Figuur 4-7 Bollenkaart absolute afwijking niet-stationaire model in m

Dynamiek Uit Figuur 4-8 kan opgemaakt worden of de dynamiek goed wordt benaderd. Op de Veluwe wordt de dynamiek met name onderschat. Bij Eerbeek is dit het beeld wisselend. Bij de IJssel is er juist te veel dynamiek berekend.

27

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 4-8 Bollenkaart dynamiek niet-stationaire model

Timing Figuur 4-9 laat zien dat het model de timing (moment van stijgen en dalen grondwaterstand) goed kan uitrekenen. Bij twee peilbuizen bij de winning Ellecom wordt de timing niet goed berekend. Mogelijk kloppen de opgegeven modeldebieten hier niet helemaal (zie ook paragraaf 3.2.9).

28

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 4-9 Bollenkaart timing niet-stationaire model

29

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

5

Conclusie en aanbevelingen modelontwikkeling

Voor het inzichtelijk maken van de effecten van grote waterwinningen bij Eerbeek, in relatie tot maatregelen bij de Soerense Poort, is een nieuw grondwatermodel ontwikkeld. Hiervoor is een uitsnede gemaakt uit het regionaal grondwatermodel AZURE 1.04 en 2.0, waarbij aanpassingen zijn overgenomen uit eerdere modelstudies. Vervolgens zijn op basis van systeemkennis gevoeligheidsanalyses uitgevoerd. Uiteindelijk heeft het expertteam op basis van systeemkennis beoordeeld welke aanpassingen opgenomen zijn. Enkel aanpassingen die tot zichtbare verbeteringen van het model leiden, en die op basis van systeemkennis te onderbouwen zijn, zijn opgenomen. Het verbeterde model is gevalideerd. Freatisch berekent het model de grondwaterstanden gemiddeld 0,16 m te droog, en onder het glijvlak gemiddeld 0,56 m te nat. Onder Waalre klei 3 is het model 1,94 m te nat, hier zorgde de aanpassingen niet voor een zichtbare verbetering. De modelverbeteringen hebben gezorgd voor een grote verbetering van de modelprestatie. Het model vertoont minder systematische afwijkingen, doordat we hydrologische samenhang tussen de verschillende componenten beter begrijpen. Desondanks blijven de lokale afwijkingen, met name op en langs de flanken van de Veluwe, groot (grote lokale modelonzekerheid); het model is circa 2 tot 5 meter te droog direct ten westen van Eerbeek.

Het systeem is nu zo goed mogelijk is gemodelleerd. Hiermee verwachten we dat het model in staat is om globale effecten te berekenen van winningen. Hierbij moet wel een bandbreedte gebruikt worden voor de anisotropie; deze waarde is onzeker en is erg belangrijk voor de vorm van de verlagingskegel. Door de grote lokale afwijkingen kunnen de absolute grondwaterstanden niet nauwkeurig genoeg worden berekend. Daarom wordt bij de effectberekening gebruik gemaakt van de superpositie van effecten en de grondwaterstand gemeten in peilbuizen.

5.1

Aanbevelingen

Tijdens de modelontwikkeling zijn verschillende constateringen gedaan. Hiervoor doen wij de volgende aanbevelingen:  Modelcontrole bij winningen. Bij de controle van windebieten is gevonden dat de stationaire debieten niet overal kloppen.  Nader onderzoek naar de grondwateraanvulling. We zien dat op de stuwwal dat het model de grondwaterstanden vaak onderschat. Daarnaast zien we in tijdreeksen verschillen in dynamiek tussen de metingen en het model. Dit laat zien dat de grondwateraanvulling nog niet goed gemodelleerd wordt. Hierin zien we grote ruimtelijke verschillen.  Nader onderzoek naar de ondergrond langs flanken van de Veluwe. Uit de bollenkaarten en verhanglijnen laat het model hier grote afwijkingen zien. In de ondergrond zijn kleischotten, maar ook leemlagen van (oude) beeksystemen aanwezig. Hierdoor is niet overal duidelijk hoe de gestuwde lagen aansluiten op andere geologische lagen. Het uitvoeren van uitgebreid booronderzoek zou theoretisch gezien helpen deze kleischotten en leemlagen te traceren, omdat kleischotten soms maar heel dun zijn en niet overal dagzomen is dit in de praktijk zeer tijdrovend en kostenintensief. Ook kunnen pompproeven hier uitkomst bieden als aanvulling op de boringen.  In de diepe ondergrond (onder de Waalre klei 3) is het model nu te nat.

Het toevoegen van aanvullende weerstand heeft hierin al geleid tot een verminderde voeding vanaf bovenliggende modellagen. Wij adviseren in het model verder te onderzoeken op welke locaties het toevoegen van de aanvullende weerstand plausibel is.  Nader onderzoek naar de schematisatie van stedelijk gebied. Door verkeerde inschatting van verhard oppervlak wordt mogelijk de grondwateraanvulling te laag ingeschat, dit is tijdens deze studie niet onderzocht.

Na de ontwikkeling van het hier beschreven model is inmiddels ook AZURE 2.0 beschikbaar. Hierin zijn recente inzichten opgenomen; waaronder het inzicht dat er geen sprake is van een glijvlak onder de stuwwal, maar dat de kD van Peize Waalre hier aanzienlijk naar beneden moet worden bijgesteld. Nieuwe inzichten en modelschematisatie zal leiden tot (iets) andere modeluitkomsten, deze zijn nu niet inzichtelijk gemaakt. Beide modellen bevatten een zo goed mogelijke werking van het systeem, de verwachting is dat de conclusies en orde grootte van de berekende effecten zoals beschreven in de volgende hoofdstukken niet zullen wijzigen hierdoor.

30

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

6

Effecten winningen nabij Eerbeek

Het doel van deze effectenstudie is om te onderzoeken wat het effect is van het stopzetten van winningen bij Eerbeek. Hierbij wordt gekeken naar het effect op grondwaterstand, waarbij een doorvertaling wordt gemaakt naar verwachte effecten op de beek en sprengkoppen bij de Soerense beek.

Aanvullend is in hoofdstuk 6.3 naar het effect van winning De Hoop gekeken. Dit is met een ander doel gedaan dan de rest van het onderzoek; niet de relatie met de effecten met de Soerense Beek, maar de effecten op Eerbeek om een beeld van het effect van de vermindering van de winning te bepalen in relatie tot de ondervonden overlast. Zie rapportage Eerbeek - analyse grondwaterstanden – Arcadis 2025 (projectnummer 103054228, referentie PSMPEF3ZPU7S-1312356840-166483:1).

Er zijn een aantal effectberekeningen uitgevoerd met behulp van het stationaire model. In deze berekeningen zijn zowel de industriële winningen als de Vitens-winningen aan en uit gezet. Hierbij is gekeken naar het effect met het basismodel, en met een model met een aangepaste anisotropie (bandbreedte), zoals beschreven in paragraaf 3.2.8. De focus van de effectberekeningen ligt op grote industriële winningen, evenals de Vitens-winningen nabij Eerbeek (zie Figuur 6-1). De filters van de industriële winningen bevinden zich boven de Twello klei, op een hoogte van ongeveer NAP 24 m tot NAP -40 m. De filterstellingen van Vitens Eerbeek bevinden zich dieper op NAP -130 tot -160 m. De volgende scenario’s zijn doorgerekend:  Winning Vitens Eerbeek uit.  Winningen Industrie uit.  Winning De Hoop uit (industrie).  Winningen Vitens Eerbeek en Industrie uit. In onderstaande paragrafen zijn de berekende effecten toegelicht.

31

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 6-1 Winningen nabij Eerbeek die zijn meegenomen in de effectenstudie. De winning van Vitens betreft 1 winveld, met meerdere onttrekkingsputten. De industriële winning aangeduid met de driehoek is De Hoop

6.1

Effect uitschakelen Vitens winning Eerbeek

Als de drinkwaterwinning Eerbeek wordt uitgeschakeld, zal de grondwaterstand stijgen. In het basismodel strekken de freatische effecten zich uit tot maximaal 8,5 km vanaf de winningen. Door de aanpassing van de anisotropie (berekening met bandbreedte) ontstaat een iets rondere effectcontour, maar de grens van het effect (5 cm) blijft ongeveer hetzelfde bij de Soerense beek. Beide berekeningen tonen aan dat de effectcontour van 5 cm net de sprengkoppen en beken van het bovenstroomse deel van de Soerense beek bereikt. De grondwaterstand bij de Soerense beek zal naar verwachting met 7 tot 5 cm stijgen, wat resulteert in een iets grotere afvoer.

32

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 6-2 Effect uitschakelen Drinkwaterwinning Eerbeek op de gemiddelde freatische grondwaterstand (basismodel: vlakken en bandbreedtemodel: contouren)

Er is weinig tot geen verschil in het bepompte pakket tussen het basismodel en het model met bandbreedte; in het bepompt pakket is geen anisotropie aanwezig. Daarom wordt de analyse van het bepompte pakket in dit geval achterwege gelaten. Het effect in het bepompt pakket reikt verder dan in het freatisch pakket. De effectcontour reikt aan Zutphen, Apeldoorn en Velp (Figuur 6-3). Door de diepte van het bepompt pakket, gecombineerd met de aanwezige weerstand boven het bepompt pakket, reikt dit effect beperkt door naar bovenliggende pakketten.

33

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Figuur 6-3 Effect uitschakelen Drinkwaterwinning Eerbeek op de gemiddelde stijghoogte bepompte pakket (basismodel: vlakken en bandbreedtemodel: contouren)

34

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

6.2

Effect uitschakelen grote industriële winningen

Als de industriële winningen worden uitgeschakeld, zal de grondwaterstand stijgen. In het basismodel strekken de freatische effecten zich uit tot maximaal 8,5 km vanaf de winningen. Door de aanpassing van de anisotropie (berekening met bandbreedte) ontstaat een meer ronde verlagingkegel, maar de effectgrens blijft ongeveer hetzelfde bij de Soerense beek (Figuur 6-4). Beide berekeningen tonen aan dat de effectgrens (5 cm) de sprengkoppen en delen van de Soerense beek bereikt. Het bovenstroomse deel van de beek zal een verhoging van de grondwaterstand ondervinden. De grondwaterstand bij de Soerense beek zal stijgen tot 2 m bovenstrooms, waar de stijging het grootst is. De huidige grondwaterstand ligt 5 tot 6 m beneden maaiveld en zal richting 3 tot 2 m beneden maaiveld gaan bij het bovenstroomse gedeelde van de Soerense beek.

Figuur 6-4 Effectkaart freatisch niveau. Winningen Industrie uit (basismodel: vlakken en bandbreedtemodel: contouren)

6.3

Effect uitschakelen industriële winning De Hoop

De industriële winning De Hoop onttrekt 2,2M m3/jaar in het stationaire grondwatermodel. Het uitschakelen van deze winning zorgt voor een stijging van de grondwaterstand. In het basismodel strekken de freatische effecten zich uit tot maximaal 7,5 km vanaf de winningen. Door de aanpassing van de anisotropie (berekening met bandbreedte) ontstaat een meer ronde verlagingkegel, maar de effectgrens blijft ongeveer hetzelfde bij de Soerense beek en Eerbeek (Figuur 6-5).

35

Onze referentie: YH23SKZM6KY4-811697049-120:2.0 - Datum: 24 maart 2025 - Public

EFFECTBEPALING WINNINGEN EERBEEK

Beide berekeningen tonen aan dat de effectgrens (5 cm) heel Eerbeek en een deel van Loenen en Dieren bevat. Vergeleken met het uitschakelen van alle industriële winningen (paragraaf 6.2) is te zien dat het uitschakelen van de Hoop een groot effect heeft richting het noordoosten (richting Eerbeek). Het uitschakelen van de andere industriële winningen zorgt met name voor toenemende effecten op de stuwwal zelf.

Figuur 6-5 Effectkaart freatisch niveau. Winning de Hoop uit (basismodel: vlakken en bandbreedtemodel: contouren)