Bijlage bij 21.000629 - Onderzoeksrapport Fugro (RIS.10184)

B23A0432-1 2,6 – 3,1 17,2 121,7 / 81 132 0,1 +15,1 +15,1 / +15,4 B23A0432-2 13,9 – 14,9 27,3 77,6 / 15 82 0 +15,3

Hierin zijn EVP = Explained Variance Percentage, Gain = responsekarakteristiek of gevoeligheid, Gain/sigma = maat voor verhouding gevoeligheid en variatie. De betrouwbaarheid (hoe significant is het resultaat) van het model is afhankelijk van het aantal datapunten van zowel verklarende als te verklaren reeksen, en daarvoor is de Gain/Sigma de meest bruikbare maat. Menyanthes geeft in stoplichtkleuren weer als er aandacht moet worden gegeven aan bepaalde aspecten van een model.

Een lage EVP is in het geval van tijdreeksanalyse niet hetzelfde als een onbruikbaar resultaat. Wel geldt dat hoe lager de EVP, hoe minder goed het model bruikbaar is voor sommige doelen zoals het simuleren van reeksen om gaten op te vullen of te extrapoleren. Het niet verklaarde deel van de reeks kan dankzij de grafische output van Menyanthes nog altijd betrouwbare informatie leveren over trends en de factoren die ontbreken in de modelbouw zoals grondwateronttrekkingen, polderbemaling, rivierpeil, getijden of beregening met water van elders. Met dat doel is de Tabel C.1 ook niet uitgedund. Trends kunnen vele oorzaken hebben, zoals veranderingen in de waterbalans van bovenstroomse regio’s en veranderingen in landgebruik (verhardingen of ontbossing etc) of ontwateringsmiddelen zoals draindiepte, drainafstand, ontgrondingen en kanaalverdieping. Menyanthes is al met weinig metingen in staat een hydrologisch systeem te karakteriseren, zelfs als die niet regelmatig over de tijd verdeeld zijn. Het maakt daarvoor bij de parameterbepaling gebruik van de natuurlijke vorm van de recessie van grondwater na neerslag, de Pearsson 3 verdeling.

Het bijzondere daarvan is in vergelijking met eenvoudiger tijdreeksmodellen dat het model ook informatie oppikt als de metingen een onregelmatige of veel lagere intervallengte hebben dan de processen die zich in het systeem voordoen zoals het de karakteristieke traagheid van het wegstromen van een neerslaggebeurtenis en de stapeling van neerslaggebeurtenissen als die elkaar snel opvolgen. Het heeft dan wel veel metingen nodig om de “toevalligheid van de timing van meettijdstippen te kunnen compenseren”. Bij neerslag is het wel van groot belang dat er geen “water ontbreekt”, want het effect van dat water op de grondwaterstand weegt dan zwaar mee. De kwaliteit van de neerslagreeksen in Nederland is gelukkig zeer hoog. Een andere eis in hydrologische processen is dat de meetreeksen bij voorkeur vele jaren beslaat omdat daardoor de jaarcyclus wordt gecompenseerd. Dat gold ook al bij het bepalen van grondwaterregimes met 2-wekelijkse metingen waarvoor 8 jaar wordt aangehouden als minimum. Een belangrijk resultaat van tijdreeksmodellen zijn de drainagebasis (de geschatte eindtoestand van het systeem na uitval van de neerslag ) en de lokale drainageweerstand ( de “traagheid” waarmee die eindtoestand wordt bereikt).

Als bij acceptabele EVP de drainagebasis hoger ligt dan de echte oppervlaktewaterpeilen in de omgeving, en de drainageweerstand is hoog dan is er sprake van stagnerend water. Bij lage drainageweerstand is er sprake van een andere bron van water zoals kwel. Daar waar bij acceptabele EVP de drainagebasis lager ligt dan het oppervlaktewater wijst het op inzijging, en als daarbij de drainageweerstand groot is in ondiepe buizen kan het zijn dat er zich schijngrondwaterstanden voordoen. In tabel B1 zijn de drainagebasiswaarden blauw gemarkeerd als de drainagebasis hoger ligt dan het ingestelde oppervlaktewaterpeil. De werkelijke bereikte oppervlaktewaterstand wijkt hier ook nog wel van af van de ingestelde peilen. De lokale drainageweerstand is een maat voor de traagheid waarmee de initiële stijging weer wegzakt na neerslag. Deze heeft doorgaans een waarde van enkele dagen voor een

grondwatermeetpunt dicht bij een drainerend middel tot duizenden dagen voor een grondwatermeetpunt ver van een drainerend middel. De gevonden waarden komen overeen met de literatuurwaarden en zijn daardoor naar onze mening betrouwbaar. De verdampingsfactor is de factor die de respons van de grondwaterstand op de verdamping schaalt t.o.v. de respons op neerslag. Dat is dus niet hetzelfde als de gewasfactor om de verdamping gemeten door het KNMI om te rekenen. De verdampingsfactor heeft normaliter een waarde tussen 0,5 en 2,0. In situaties waarin bijvoorbeeld door oppervlakkige afstroming intensieve neerslag afgevoerd wordt zonder het grondwater aan te vullen en waar de bodemsamenstelling een grote hangwatervoorraad kan vasthouden (sterk lemig zand) is de verdampingsfactor in potentie erg groot, zolang er vegetatie op staat om het hangwater ook daadwerkelijk te verdampen. De verdampingsfactoren zijn dus niet beperkt tot de range van 0,5 tot 2.

Residuen geverifieerde tijdreeksen Menyanthes produceert naast de statistische modelkenmerken ook voor iedere meting de afwijking van de gemodelleerde waarde, de residuenreeks. Deze residuen mogen geen autocorrelatie meer bevatten en moeten eigenlijk witte ruis zijn, een verzamelbak van alle meetfoutjes. Meetfoutjes die systematisch van aard zijn en gecorreleerd met een van de verklarende reeksen worden in het model meegenomen. Door de residuen onder de gemodelleerde reeks te plaatsen kunnen clusters van afwijkingen goed worden herkend en toegeschreven aan bijvoorbeeld perioden waarin zich speciale omstandigheden voordeden. Als er echt een systematische factor ontbreekt in de hele verklarende reeks dan zal het model een vervorming bevatten om zo goed en zo kwaad als het kan te zorgen voor een statistisch optimale fit. De ontbrekende factor kan bijvoorbeeld een zomerse onttrekking zijn bij droog weer. Het gevolg is dat het model dan ook in de natte perioden meer afwijkingen toelaat om neutrale residuen te houden. Immers het model mag niet gemiddeld lagere of hogere grondwaterstanden simuleren dan de metingen. Hetzelfde kan gebeuren als er extra wordt beregend in de natte perioden, met als gevolg dat ook dan de laagste gesimuleerde grondwaterstanden meer residuen laten zien.

In werkelijkheid is een kleine systematische afwijking mogelijk al een goede indicator voor het ontbreken van een verklarende reeks. De bestudering van de residuenreeksen is dus zeer belangrijk voor de diagnose van wat er aan de hand is met het systeem. Hetzelfde kan zich voordoen als bijvoorbeeld een grondwateronttrekking iedere zomer toeneemt. Waar het model er misschien in slaagt om dan de balans tussen natte en droge perioden te behouden zal het model door de onbekende verandering in de zomerse waterbalans (ontbreken van informatie over de grondwateronttrekking) een slechtere fit gaan vertonen met de oude laagste grondwaterstanden en de meest recente. De oude worden dieper berekend door het model en de recente worden dan niet diep genoeg geschat.. Zoiets lijkt het geval te zijn in B17H0476 en B17H1705 en in mindere mate in B22F0903.

De residuen van de verschillende meetpunten zijn hieronder weergegeven.

D.

Bijlage Gemodelleerde Grondwaterregimes

B17H0436-1: 17.5

17

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

16.5

16

15.5

15 2010

2012

2014

2016

2018

2020

2014

2016

2018

2020

B17H0474-1: 19

18.5

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

18

17.5

17

2010

2012

B17H0476-1 13.8 13.6 13.4

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

13.2 13 12.8 12.6 12.4 12.2 2010

2012

2014

2016

2018

2020

2014

2016

2018

2020

2014

2016

2018

2020

B17H1645-2: 16 15.8 15.6

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

15.4 15.2 15 14.8 14.6 14.4 14.2 2010

2012

B17H1705-4: 13.2

13

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

12.8

12.6

12.4

12.2

2010

2012

B17H1705-5: 13.4 13.2

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

13 12.8 12.6 12.4 12.2

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2014

2016

2018

2020

2014

2016

2018

2020

B18C0112-1: 17.4 17.2 17 16.8

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

16.6 16.4 16.2 16 15.8 15.6 15.4 2010

2012

B22F0874-1: 13.6 13.4 13.2

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

13 12.8 12.6 12.4 12.2 12 2010

2012

B22F0903-1: 13

12.5

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

12

11.5

11

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2014

2016

2018

2020

B22F0903-2: 12.6 12.4 12.2

95% 75% 2010-2020 Maximum Minimum

12 11.8 11.6 11.4 11.2 2010

2012

E.

Bijlage Grondwatermodel (MicroFEM) Om inzicht te krijgen in de grondwaterstandsverlagingen in het projectgebied als gevolg van de grondwateronttrekkingen zijn instationaire berekeningen uitgevoerd. Door het waterschap/provincie is toegang verleend tot het MIPWA (Methodiek Interactieve Planning Waterbeheer)-Modflow-grondwatermodel. Dat model is geschikt om de regionale effecten van ingrepen in het (grond)watersysteem te modelleren. Er is gekozen om voor de berekeningen het softwarepakket MicroFEM te gebruiken. MicroFEM wordt veelal ingezet bij bemalingsvraagstukken en is derhalve zeer geschikt voor het modelleren van grondwateronttrekkingen. Het projectgebied kan hierin eenvoudig op een hoog detailniveau worden gemodelleerd. Het MIPWA-grondwatermodel is voornamelijk gebruikt als database voor de parameterwaarden. Er is onvoldoende grondonderzoek beschikbaar om de bodemopbouw van de toplagen (type 1, 2 of 3; zie paragraaf 3.2.3) in het gehele projectgebied in kaart te brengen. Omdat vooral de verlagingen ter plaatse van bodemtype 3 van belang zijn, is er voor gekozen om in het model uit te gaan dat het gehele onderzoeksgebied bestaat uit bodemtype 3. Bij de zettingsberekeningen worden daarna de zettingen berekend op basis van het op de locatie van de zettingsberekening uitgevoerde grondonderzoek.

In het grondwatermodel is de bodemopbouw onderverdeeld in verschillende modellagen, waaraan geohydrologische parameterwaarden zijn toegekend. Hierbij is de weerstand tegen verticale grondwaterstroming door een waterremmende laag weergegeven met een cwaarde en is het horizontaal doorlaatvermogen van een watervoerende laag weergegeven met een kD-waarde. De parameterwaarden zijn gebaseerd op parameters uit het door het waterschap gehanteerde regionale MIPWA-grondwatermodel. Op basis van deze parameters, aangevuld met de sonderingen het uitgevoerde grondonderzoek en het Fugro-archief en openbare gegevens uit het DINO-loket (REGISIIv2.2 en diepe boringen), is de bodemopbouw in het projectgebied globaal geschematiseerd zoals is weergegeven in tabel e.1.

Tabel E.1: Bodemopbouw en geohydrologische schematisering Laag

Diepte

Bodembeschrijving

Typering

[ca. m NAP]

Parameterwaarden*c [dagen] / kD [m2/dag]

0

a

1 b

+19 à +12

Maaiveld

Infiltratieoppervlak

c

250

+19 à +12

Topzandlaag

Watervoerend

kD

1

Veen

Waterremmend

c

100

Tussenzandlaag

Watervoerend

kD

5

Veen/Klei

Waterremmend

c

100

Zand

Watervoerend

kD

150

(watervoerend pakket)***

Waterremmend

c

1,3****

Watervoerend

kD

100

Waterremmend

c

0,7****

Watervoerend

kD

200

Waterremmend

c

0,4****

Watervoerend

kD

500

Waterremmend

c

0,4****

Watervoerend

kD

200

Waterremmend

c

0,6****

Watervoerend

kD

200

Waterremmend

c

0,6****

Watervoerend

kD

200

tot +18 à +4

c 2

+18 à +4 d

e

f

g

h

i

tot ca. -70**

* c-waarde = weerstand tegen verticale stroming. kD-waarde = horizontaal doorlaatvermogen

** Op basis van REGISIIv2.2/ MIPWA wordt op deze diepte een kleilaag aangetroffen. *** Op basis van REGISIIv2.2. en MIPWA verdeeld in lagen met verschillende doorlatendheden. **** Fictieve weerstand gebaseerd op doorlatendheid boven- en onderliggende zandlagen en anisotropie-factor.

F.

Scenario’s Onttrekkingen Land- en Glastuinbouw Scenario 1: Best-case scenario: enkel de vergunde onttrekkingen zijn actief De kenmerken van de 2 vergunningen voor permanente grondwateronttrekkingen t.b.v. gietwater voor de glastuinbouw zijn weergegeven in tabel f.1. Tabel F.1: Vergunde grondwateronttrekkingen t.b.v. gietwater in projectgebied Diepte onttrekking [m-mv]

Vergunde hoeveelheid [m³/jaar]

Vergunde maximale debiet [m/u³]

Gemiddeld per uuronttrekking [m/u³]

Onttrekking jaardebiet in 2 zomermaanden [m/u³]

Vergunning 1

53

120.000

28

14

83

Vergunning 2

64

110.000

25

13

76

In het MicroFEM-grondwatermodel zijn de effecten van de vergunde grondwateronttrekkingen doorgerekend. Hierbij zijn 3 varianten doorgerekend. 1. Gemiddeld debiet bij een continue onttrekking over het jaar (figuur f.1); Bij deze variant is de vergunde hoeveelheid verspreid over het gehele jaar. Dit levert een gemiddelde onttrekking van 14 m³/u voor vergunning 1 en 13 m³/u voor vergunning 2. 2. Vergund maximaal uurdebiet (figuur f.2); In deze variant is uitgegaan van het vergunde maximale uurdebiet van 28 m³/u voor vergunning 1 en 25 m³/u voor vergunning 2. 3. Onttrekking van het volledige jaardebiet in 2 maanden (figuur f.3). Bij deze variant is aangenomen dat in het grootste gedeelte van het jaar neerslag kan worden gebruikt als gietwater en dat het vergunde volume volledig in de zomer wordt onttrokken, wanneer het watertekort het grootst is. Dit betekent een onttrekking van 83 m³/u voor vergunning 1 en 76 m³/u voor vergunning 2 gedurende ca. 2 maanden. Door opdrachtgever is aangegeven dat bij 1 van de vergunningen in 2018 en 2019 het werkelijk onttrokken debiet 200.000 m³/jaar bedroeg. Dit komt bij een continue onttrekking over het hele jaar overeen met een debiet van 23 m³/u. Dit komt overeen met de situatie in rekenvariant 2. Opgemerkt wordt dat in de effectenstudie voor 1 van de vergunningen op een diepte van ca. 30 m-mv (ca.

NAP -18 m) een kleilaag met een weerstand van 400 dagen is aangenomen. Deze is niet op alle boringen in de omgeving aangetroffen en is in het ondergrondmodel REGISIIv.2.2 en het MIPWA-grondwatermodel niet aanwezig. In het MicroFEM model is deze kleilaag daarom niet meegenomen. Indien deze kleilaag wel in het gehele gebied aanwezig zou zijn, dan zou het effect van diepe onttrekkingen op de stijghoogte onder de veenlagen nihil zijn.

De berekende verlagingen bij van de 3 varianten zijn weergegeven in figuur f.1, figuur f.2 en figuur f.3.

Figuur F.1: Berekende verlaging van de stijghoogte onder de veenlagen (y-as) bij continue onttrekking verspreid over het jaar (13-14 m³/u). Het invloedsgebied (x-as) bedraagt ca. 500 m.

Figuur F.2: Berekende verlaging van de stijghoogte onder de veenlagen (y-as) bij de vergunde maximale debieten (25-28 m³/u). Het invloedsgebied (x-as) bedraagt ca. 800 m.

Figuur F.3: Berekende verlaging van de stijghoogte onder de veenlagen (y-as) bij onttrekking volledige vergunde debiet in 2 maanden (76-83 m³/u) . Het invloedsgebied (x-as) bedraagt ca. 1.300 m.

1.1.1.1

Scenario 2: Reëel scenario: verwacht watergebruik Verwachtte onttrekking t.b.v. landbouw Door het waterschap is aangegeven dat in de omgeving van het projectgebied 14 beregeningsbronnen voor de landbouw bekend zijn. De onttrekkingsdebieten van deze bronnen zijn bij het waterschap niet bekend. Zonder vergunning mag de pompcapaciteit maximaal 60 m³/u bedragen, niet langer dan 3 maanden aaneengesloten worden onttrokken en binnen deze periode niet meer dan 25.000 m³ worden onttrokken. De onttrokken debieten van de onttrekkingen zijn niet geregistreerd. In het verwachtingsscenario wordt

daarom bij gebrek aan verdere informatie voor de beregeningsbronnen uitgegaan van een onttrekking van 25.000 m³ in 3 maanden, wat overeenkomt met een gemiddeld debiet van ca. 12 m³/u. Aangenomen is dat de zowel de bronnen voor landbouw als voor glastuinbouw tegelijkertijd in bedrijf zijn. Verwachtte onttrekking t.b.v. glastuinbouw In het glastuinbouwgebied zijn ca. 60 kassen aanwezig die water nodig hebben. Het is waarschijnlijk dat er uit meer bronnen wordt onttrokken dan alleen uit de 2 vergunde bronnen. Aangezien bij Fugro geen informatie over het waterverbruik van de glastuinbouw in het gebied bekend is, is getracht het waterverbruik te bepalen op basis van openbaar beschikbare gegevens. Het waterverbruik is sterk afhankelijk van het soort gewas dat wordt verbouwd. Op de website van de ‘Promotie Groep Tuinbouw Emmen’ (www.tuinbouwemmen.nl) is het areaaloverzicht per teelt in het tuinbouwgebied in 2014 gegeven (figuur f.4).

Figuur F.4: Areaaloverzicht per teelt tuinbouwgebied Erica 2014 (bron: Promotie Groep Tuinbouw Emmen (www.tuinbouwemmen.nl))

Uit de grafiek in figuur f.4 blijkt dat in het projectgebied in 2014 vooral komkommers en pot/perkplanten worden geteeld. In het rapport ‘Kwantitatieve Informatie voor de Glastuinbouw 2019’ van de universiteit Wageningen worden voor verschillende gewassen verbruiksklassen voor watergebruik gegeven (tabel f.2).

Tabel F.2: Vier verbruiksklassen voor waterverbruik en bijbehorende gewassen (bron: Kwantitatieve Informatie voor de Glastuinbouw 2019, Universiteit Wageningen). Laag

Normaal

Hoog

Zeer hoog

<550 l/m²/jaar

550 -750 l/m²/jaar

750-950 l/m²/jaar

950-1.100 l/m²/jaar

Aubergine Augurk Komkommer Meloen Paprika Snijboon Sperzieboon Tomaat

Amaryllis Roos

IJspegels Knolvenkel Koolrabi Kroten Kruiden Peen Peterselie Rabarber Rettich Anemoon Euphorbia Eustoma Nerine Snijgroen Alstroemeria Freesia Limonium

Amsoi Andijvie Asperges Bleekselderij Bloemkool Bosui Broccolli Chinese kool Courgette Groenten overig Houtig klein fruit Knolselderij Kouseband Paksoi Peulen Postelein Prei Raapstelen

Radijs Sla Spinazie Spitskool Veldsla Anjer Bouvardia Decoratiegroen Gerbera Gladiool Gypsofphila Lelie vollegrond Sierteelt overig Tulp broei vollegrond Zomerbloemen

Aster Chrysant Iris vollegrond Matricaria

Uit deze tabel blijkt dat komkommers een ‘hoog’ waterverbruik van 750-950 l/m²/jaar hebben. Van pot/perkplanten wordt aangenomen dat deze onder ‘sierteelt overig’ vallen en een ‘normaal’ waterverbruik van 550-750 l/m²/jaar hebben. Op basis van deze gegevens wordt aangenomen dat het gemiddelde waterverbruik van alle kassen ca. 750 l/m²/jaar bedraagt. De totale oppervlakte van de kassen in het projectgebied bedraagt in totaal ca. 117 ha / 1.170.000 m² (Kadaster Basisregistratie Adressen en Gebouwen (BAG)). Bij een waterverbruik van 750 l/m²/jaar geeft dit een totaal benodigd watervolume van ca. 877.500 m³/jaar. In het verleden werden de kassen voornamelijk van water voorzien door een gietwaterplas. Deze pas is enkele kilometers ten oosten van het kassengebied gelegen en in beheer van het Drentse waterbedrijf WMD. In de loop der jaren is de vraag naar water uit deze plas afgenomen omdat het water van onvoldoende kwaliteit is om in de kassen te gebruiken. In 2009 is de levering vanuit de gietwaterplas volledig gestopt. WMD levert nu enkel nog leidingwater aan de kassen. Door de WMD zijn de in totaal geleverde hoeveelheden water (gietwaterplas en leidingwater) aangeleverd (figuur f.5).

Figuur F.5: Door WMD aan het kassengebied geleverd water (gietwaterplas + leidingwater)

In de periode dat de gietwaterplas nog volledig in gebruik was (1993-2006) bedroeg de levering gemiddeld ca. 640.000 m³/jaar. In de periode hierna nam de vraag naar water uit de gietwaterplas af, tot in 2009 de levering vanuit de gietwaterplas volledig is stopgezet. De levering uit leidingwater (2010-2020) bedraagt gemiddeld 235.000 m³/jaar. Dit betekent dat de levering vanuit WMD met ca. 400.000 m³/jaar is afgenomen. Dit verschil moet (bij ongewijzigd gebruik van de kassen) uit andere bronnen zoals neerslag, grondwater en oppervlaktewater worden gehaald. Mogelijk is ook de efficiëntie van het hergebruik van water toegenomen. Aangezien het water een zeer hoge kwaliteit dient te hebben wordt het aandeel oppervlaktewater klein geacht. Uit de KNMI-metingen t.p.v. neerslagstation Schoonebeek volgt dat de gemiddelde jaarneerslag in de periode 2010-2020 ca. 828 mm/jaar bedroeg. Dit betekent dat gemiddeld ca. 970.000 m³/jaar aan neerslag op de kassen valt. In een uitzonderlijk droog jaar als 2018 bedroeg de neerslag 665 mm/jaar. Dit komt overeen met 780.000 m³/jaar. Om de gevallen neerslag volledig te kunnen benutten dient deze neerslag te worden opgevangen en opgeslagen in een bassin of tank. Uit een inventarisatie van luchtfoto’s blijkt dat voor de ca. 60 kassen maar 11 bassins aanwezig zijn.

De reden hiervoor is hoogstwaarschijnlijk dat ten tijde van de bouw van de kassen de gietwaterplas nog in gebruik was, waardoor het opvangen van al het regenwater niet nodig was. Door de Universiteit Wageningen (Kwantitatieve Informatie voor de Glastuinbouw 2019) is een inschatting gemaakt van het percentage water dat door regenwater ingevuld kan worden bij verschillende bassin groottes (tabel f.3).

Tabel F.3: Inschatting van het percentage water dat door regenwater ingevuld kan worden bij verschillende bassingroottes en verschillende waterbehoefte. Neerslag op basis gemiddelde neerslag KNMI meteopunt Rotterdam (2002-2011) Waterverbruik gewas [l/m²/jaar] 750 800 850 900 950

Percentage regenwater bij bassin-inhoud X [m³/ha] X=500 70% 70% 65% 65% 60%

X=1.000 80% 75% 75% 70% 65%

X=1.500

X=2.000

85% 80% 80% 75% 70%

90% 85% 85% 80% 75%

X=2.500 95% 90% 85% 80% 75%

X=3.000 95% 90% 85% 80% 75%

Uit bovenstaande tabel volgt dat, wanneer er voldoende bassins zijn, ca. 70-95% van het waterverbruik van de kassen met regenwater kan worden ingevuld. Op basis van luchtfoto’s blijkt echter dat voor de ca. 60 kassen maar 11 bassins aanwezig zijn. Bovendien is in de effectenstudie van 1 van de vergunde onttrekkingen aangegeven dat weliswaar een waterbassin van 3.600 m³/ha aanwezig is, maar dat dit bassin niet wordt gebruikt als gietwaterbassin, omdat de waterkwaliteit dermate laag is dat de gewasontwikkeling wordt benadeeld. Op basis van bovenstaande informatie wordt aangenomen dat in het projectgebied slechts ca. 35% van het waterverbruik door regenwater wordt ingevuld. Uit bovengenoemde aannames wordt het totale benodigde grondwater als volgt berekend: Gemiddeld waterverbruik:

750

l/m²/j

Totale waterverbruik:

880.000

m³/jaar

Water uit neerslag (gemiddeld):

305.000

m³/jaar (35% van totale waterverbruik)

Geleverd door WMD:

235.000

m³/jaar (gemiddelde 2010-2020)

Water uit grondwater (gemiddeld): 335.000

m³/jaar

Om gietwater van voldoende kwaliteit te krijgen wordt omgekeerde osmose toegepast. Dit is een veelgebruikte filtertechniek in de tuinbouw voor het verwijderen van zouten, mineralen, meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen. Bij dit proces moet ca. 2 keer zoveel grondwater worden onttrokken als dat er gietwater nodig is. Aangenomen wordt dat het totaal te onttrekken grondwatervolume 670.000 m³ per jaar bedraagt. Rekening houdend dat bij het omgekeerde osmose proces 2 keer zoveel grondwater benodigd is, komt de geraamde hoeveelheid van 670.000 m³/jaar overeen met de leveringsafname van 400.000 m³/jaar vanuit de WMD. Naar verwachting is vooral in het droge zomerseizoen onvoldoende water uit neerslag en leidingwater beschikbaar. Het tekort zal dan in de zomermaanden uit het grondwater moeten worden onttrokken. Uitgaande van ca. 60 kassen en een totale watervraag van 670.000 m³ in 2 maanden bedraagt het gemiddelde debiet per kas in dit scenario ca. 8 m³/u. Berekende debieten reëel scenario: verwacht watergebruik 

Landbouw beregeningsbronnen: 11 m³/u uit ondiepe bronnen (ca. 10 m-mv)



Glastuinbouw vergunde onttrekkingen: 25 & 28 m³/u uit diepe bronnen (50 à 60 m-mv)



Glastuinbouw overige onttrekkingen: 8 m³/u uit ondiepe bronnen (ca. 10 m-mv)

Resultaten In figuur f.6 zijn de berekende verlagingen van de stijghoogte direct onder de veenlagen weergegeven.

Figuur F.6: Doorsnede van berekende verlagingen onder de veenlagen bij verwachte debieten (25 – 28 m³/u per vergunde onttrekking glastuinbouw, 8 m³/u per melding glastuinbouw, 12 m³/u per beregeningsbron landbouw). In het midden van de doorsnede zijn de berekende verlagingen als gevolg van de onttrekkingen t.b.v. de glastuinbouw te zien. Aan het begin en het eind van de doorsnede zijn de verlagingen als gevolg van onttrekkingen t.b.v. de landbouw te zien.

Direct buiten het kassengebied wordt een verlaging van de stijghoogte van ca. 0,2 à 0,5 m berekend. Ook direct naast onttrekkingen t.b.v. de landbouw worden verlagingen van ca. 0,5 m berekend. Opgemerkt wordt dat in de modelberekeningen geen rekening is gehouden met oppervlaktewater. Op locaties waar waterlopen insnijden in de zandlaag zullen de verlagingen in werkgelijkheid lager zijn.

G.

Bijlage Zettingsberekening Zettingen worden veroorzaakt door verhogingen van de korrelspanningen. Deze korrelspanningen worden beïnvloed door het aanbrengen of weghalen van ophogingen en veranderingen in de grondwaterstanden. De zettingen treden tijdsafhankelijk op. Enerzijds is sprake van het uitdrijven van water (consolidatie gedurende de hydrodynamische periode), anderzijds treedt kruip op (ook secundaire zakking genoemd).

Tijd-zettingsverloop Het optreden van de zettingen is een tijdsafhankelijk proces. In eerste instantie zal een toename van de belasting een wateroverspanning veroorzaken in de samendrukbare lagen. Het hierdoor ontstane potentiaalverschil geeft een grondwaterstroming, waardoor de wateroverspanning geleidelijk afneemt en de korrelspanning toeneemt, hetgeen zetting veroorzaakt. De tijdsduur van dit proces wordt de hydrodynamische periode genoemd. De lengte van deze periode (te) is afhankelijk van de laagdikte, de doorlatendheid van de samendrukbare lagen en de afstromingsmogelijkheden van het uit te persen water. De hydrodynamische periode is met de volgende formule berekend: te =

T  (a  h)2 cv

waarin:

vgl. G-1

te = hydrodynamische periode in seconden h = laagdikte samendrukbaar pakket in m cv = consolidatiecoëfficiënt in m²/s T = tijdfactor; praktisch einde van de consolidatie bij T=2 a = constante; bij tweezijdige afstroming a=0,5; bij eenzijdige afstroming a=1

Het verband tussen de consolidatiegraad U en de tijdfactor T is benaderd volgens: Uv (t ) = (

waarin:

T3 0,5  T

3

)1/ 6

vgl. G-2

Uv(t) = consolidatiegraad na tijdsduur t bij alleen verticale afstroming (-)

De zetting die in de hydrodynamische periode optreedt, bestaat deels uit primaire en deels uit secundaire zetting. Na het verstrijken van de hydrodynamische periode treden alleen nog secundaire zettingen op. In geval van een dik pakket slappe lagen bepaalt de duur van de hydrodynamische periode in belangrijke mate de grootte van de restzettingen na ingebruikname.

Methode Zettingsberekening met Koppejan (Terzaghi-Keverling Buisman) Voor de berekening van zettingen wordt in Nederland vaak de methode Koppejan (Cp/Cs) gebruikt. In het logaritmische tijd-zettingen diagram wordt na de consolidatieperiode een min of meer rechtlijnig kruipverband gevonden. Keverling Buisman stelde derhalve de onderstaande relatie op:

v 

 H  t  '    p   s  log     v H t d  

Waarin v

lineaire rek (Cauchy rek) = zetting / initiële laagdikte [-]

H

totale samendrukking van de grondlaag [m]

H

initiële dikte van de grondlaag [m]

p

primaire samendrukkingsconstante van Keverling Buisman [-]

s

secundaire samendrukkingsconstante van Keverling Buisman [-]

t

tijdsduur na aanvang van de belastingverhoging [dag]

td

referentietijdsduur van één dag [= 1 dag]

’v toename van de korrelspanning na consolidatie [kPa] Koppejan heeft de formule van Keverling Buisman gecombineerd met de logaritmische samendrukking van Terzaghi en komt voor het samendrukkingsdeel boven de grensspanning tot de volgende formule:

v 

 H  1 1 t    v'   ' v      log  ln '   C' C'   H t  d p s v    

Onderscheid wordt gemaakt tussen korrelspanningen onder en boven de grensspanning. Boven de grensspanning gelden lagere samendrukkingscoëfficiënten en dus een slapper grondgedrag. De primaire en secundaire samendrukkingscoëfficiënt onder de grensspanning worden aangeduid met Cp en Cs . De zettingsformule van Koppejan geeft de som van de primaire samendrukking na volledige consolidatie en de secundaire samendrukking bij een belastingsduur t. De primaire samendrukking treedt op in de fase waarin het overspannen poriënwater wordt uitgedreven (consolidatie) en de belasting wordt overgedragen op het korrelskelet. De secundaire zetting betreft de bijdrage van de kruip. Het secundaire samendrukkingsproces wordt doorgaans ook het seculair effect genoemd. De seculaire zettingen worden geacht te starten vanaf de oorsprong van de referentietijd: 1 dag (figuur g.1).

Primaire samendrukkingsfase

td

secundaire samendrukkingsfase log t

H

Figuur G.1 Voorbeeldverloop samendrukking (éénmalige belasting) met daarin schematisch weergegeven de primaire- en secundaire samendrukkingsfasen volgens de formule Koppejan.

De primaire zetting kan worden uitgedrukt als een functie van de voortgang van het verloop van het consolidatieproces met behulp van de consolidatiegraad U. Volgens CUR rapport 162 [1] wordt de consolidatiegraad U gedefinieerd als de verhouding tussen de primaire samendrukking na een belastingsduur t en de primaire samendrukking na volledige consolidatie. De primaire samendrukking op tijdstip t kan eenvoudig worden bepaald door de totale primaire samendrukking te vermenigvuldigen met de consolidatiegraad U die behoort bij de tijdsduur t. Door in de formule van Koppejan de consolidatiegraad te betrekken wordt behalve met tijdsafhankelijke zetting ten gevolge van het secundair effect tevens rekening gehouden met tijdsafhankelijke zetting ten gevolge van consolidatie. Dit geeft dan als aanvulling op de formule van Koppejan de onderstaande formule:

 H t  1 1 t    i'   '   v    U (t )  '  log  ln '   C'  H t C  d  s i    p Waarin: U(t)

consolidatiegraad na belastingduur t [-]

De zettingstheorie volgens Koppejan is goed toepasbaar voor klei en veen voor zover deze niet uiterst slap zijn.

Berekende zetting Bodemtype 2 Om de bodemopbouw van bodemtype 2 te schematiseren is de sondering weergegeven in figuur g.2 gehanteerd.

Figuur G.2: Maatgevende sondering bodemtype 2

Op basis van deze sondering is de bodemopbouw globaal geschematiseerd zoals weergegeven in tabel g.1. Hierbij zijn de voor de zettingsberekening benodigde parameters afgeleid op basis van NEN 9997-1 tabel 2.b en ervaring. Bij de berekening is op basis van de gemodelleerde stijghoogtereeksen in relatie tot de locatie van de sondering uitgegaan van een historisch laagste stijghoogte van NAP +12,5 m. In tabel g.2 zijn de op deze manier berekende zettingen weergegeven bij verschillende tijdsduren. Tabel G.1: Bodemopbouw en geohydrologische schematisering bodemtype 2 Laag

Diepte [ca. m NAP]

Bodembeschrijving

Dikte

cv

[m]

γ (droog) [kN/m³]

γ (nat) [kN/m³]

C’p [-]

C’s [-]

[m²/s]

1

+14,8 tot +13,8

Zand los

1,0

17

19

200

∞

-

2

+13,8 tot +12,8

Veen, matig

1,0

12

12

10

40

3,0E-07

3

+12,8 tot +12,5

Zand matig vast

0,3

18

20

600

∞

-

4

+12,5 tot +12,0

Klei, zwak zandig, slap

0,5

16

16

10

110

5,0E-08

5

+12,0 tot +11,5

Zand, los

0,5

17

19

200

∞

-

6

+11,5 tot +11,2

Klei, slap

0,3

15

15

10

110

5,0E-08

7

+11,2 tot +10,5

Zand, los

0,7

17

19

200

∞

-

7

+10,5 tot +10,3

Klei, slap

0,2

15

15

10

110

5,0E-08