080 Bijl19 BP toelichting_Bijlage 18 Geohydrologisch onderzoek.pdf

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 50/67

Figuur 5-12: Verschilkaart laag 1 (in m) bij kalibratie run pest15

Figuur 5-13: Verschilkaart laag 2-4 (in m) bij kalibratie run pest15

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 51/67

5.2 CONCLUSIE STATIONAIRE KALIBRATIE Het initiële stationaire model is als volgt aangepast: - De set van peilbuizen is aangepast om een betere en meer betrouwbare focus op het gebied rondom Arcen te krijgen; - Met input vanuit het SOBEK-model is IBRAHYM verder geactualiseerd; - De zandwinningplas ten noorden van Arcen is correct in het model gezet. Bij de kalibratie methodiek blijkt dat het toevoegen van scaling goede resultaten oplevert. Met behulp van de automatische kalibratiefunctie van iMOD (iPEST) zijn meerdere kalibratieruns uitgevoerd. Dit zijn geen vlakdekkende aanpassingen maar aanpassing op basis van zones van REGIS-eenheden (geologische formaties). Per geologische formatie kan dan een bandbreedte van vermenigvuldigingsfactoren gegeven worden waarbinnen een parameter aangepast mag worden. Er zijn een aantal grote modelaanpassingen gedaan zoals het variëren van de horizontale doorlatendheid (KHV), de verticale doorlatendheid (KV), de weerstand van de Maas, de weerstand van de waterlopen, en een combinatie van voorgenoemde aanpassingen (Tabel 5-1). Tot nu toe lijken de beste kalibratieruns pest6a (versie2), pest 14 (versie3) en pest15 (update versie3) te zijn waarin alleen de KHV-waarden aangepast worden. De overige grote aanpassingen doen weinig.

In kalibratierun pest15 verandert het centrum van Arcen bijna niet, maar verbeteren vooral de peilbuizen in het zuiden en noorden van Arcen. Op basis van beschikbare data (en projectrandvoorwaarden) zien we geen mogelijkheden om het model verder te verbeteren. Daarom is besloten om de resultaten van kalibratierun pest15 om te zetten naar het instationaire model.

5.3 INITIELE INSTATIONAIRE MODELRUN Naast een stationaire modelrun (zie paragraaf 4.2) is ook een instationaire modelrun uitgevoerd. Deze modelrun is wel geactualiseerd (net zoals versie 3 van het stationaire model) maar nog niet gekalibreerd. De volgende aanpassingen zijn hiermee gedaan: - De set van peilbuizen is aangepast om een betere en meer betrouwbare focus op het gebied rondom Arcen te krijgen; - Met input vanuit het SOBEK-model is IBRAHYM verder geactualiseerd; - De zandwinningplas ten noorden van Arcen is correct in het model gezet. De resultaten van deze modelrun (NSTAT_V1_A) zijn onderstaand weergegeven. Opgenomen zijn 6 kaarten: - Residu GHG modellaag 1 - Residu GHG modellaag 2 t/m 4 - Residu GLG modellaag 1 - Residu GLG modellaag 2 t/m 4 - Residu Grondwaterdynamiek: GHG-GLG modellaag 1 - Residu Grondwaterdynamiek: GHG-GLG modellaag 2 t/m 4 De GHG en GLG zijn bepaald voor de periode van 2003 – 2011.

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 52/67

5.3.1

GHG RESULTATEN

Figuur 5-14: Residu GHG modellaag 1 (in m) INIT_NSTAT_25_V1_A

Figuur 5-15: Residu GHG modellaag 2 t/m 4 (in m) INIT_NSTAT_25_V1_A

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 53/67

5.3.2 GLG RESULTATEN

Figuur 5-16: Residu GLG modellaag 1 (in m) INIT_NSTAT_25_V1_A

Figuur 5-17: Residu GLG modellaag 2 t/m 4 (in m) INIT_NSTAT_25_V1_A

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 54/67

5.3.3 DYNAMIEK RESIDU RESULTATEN

Figuur 5-18: Residu Grondwaterdynamiek: GHG-GLG modellaag 1 (in m) INIT_NSTAT_25_V1_A

Figuur 5-19: Residu Grondwaterdynamiek: GHG-GLG modellaag 2 t/m 4 (in m) INIT_NSTAT_25_V1_A

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 55/67

5.3.4 TIJDREEKSEN Onderstaand zijn de verschillen tussen de meetreeksen en de berekende grondwaterstanden van de peilbuizen rondom Arcen opgenomen. Hierbij zijn de metingen in blauw weergegeven en de modelberekeningen in rood (1994-2011). Voor de ligging van de peilbuizen wordt verwezen naar Figuur 5-20. Uit de onderstaande tijdreeksen kan geconcludeerd worden dat het model over het algemeen te lage grondwaterstanden berekend (Figuur 5-21). Verder kan geconcludeerd worden dat de dynamiek in het model over het algemeen te hoog is.

Noord

Arcen

Zuid

Figuur 5-20: Ligging peilbuizen waarvan tijdreeksen zijn gemaakt van de verschillende modelversies

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 56/67

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 57/67

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 58/67

Figuur 5-21: Tijdreeksen van het initiële instationaire model (INIT_NSTAT_25_V1_A)

5.4 KALIBRATIE INSTATIONAIR MODEL (MODEL_25_IBV21_V2) Het instationaire model is gekalibreerd met de resultaten van kalibratierun pest15. Hierin zijn de KHV-waarden van de Formaties van Beegden en Peize-Waalre aangepast aangezien deze het grootste deel van het watervoerende pakket boven de Venloklei omvatten. De resultaten van deze modelrun zijn onderstaand weergegeven. Net zoals bij de initiële modelrun, zijn de GHG en GLG bepaald voor de periode van 2003 – 2011.

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 59/67

5.4.1 GHG RESULTATEN

Figuur 5-22: Residu GHG modellaag 1 (in m) Model_25_IBv21_V2

Figuur 5-23: Residu GHG modellaag 2 t/m 4 (in m) Model_25_IBv21_V2

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 60/67

5.4.2 GLG RESULTATEN

Figuur 5-24: Residu GLG modellaag 1 (in m) Model_25_IBv21_V2

Figuur 5-25: Residu GLG modellaag 2 t/m 4 (in m) Model_25_IBv21_V2

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 61/67

5.4.3 DYNAMIEK RESIDU RESULTATEN

Figuur 5-26: Residu Grondwaterdynamiek: GHG-GLG modellaag 1 (in m) Model_25_IBv21_V2

Figuur 5-27: Residu Grondwaterdynamiek: GHG-GLG modellaag 2 t/m 4 (in m) Model_25_IBv21_V2

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 62/67

5.4.4 TIJDREEKSEN Onderstaand zijn de verschillen tussen de meetreeksen, en de berekende grondwaterstanden van de peilbuizen rondom Arcen opgenomen. Hierbij zijn de metingen in blauw weergegeven, de modelberekeningen van het niet gekalibreerde model in rood (1994-2011), en de modelberekeningen van het gekalibreerde model in groen (19942011). Voor de ligging van de peilbuizen wordt verwezen naar Figuur 5-20. Uit de onderstaande tijdreeksen kan geconcludeerd worden dat het model over het algemeen te lage grondwaterstanden berekend (Figuur 5-28). Verder kan geconcludeerd worden dat de dynamiek in het model over het algemeen te hoog is.

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 63/67

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 64/67

Figuur 5-28: Tijdreeksen van het gekalibreerde instationaire model (Model_25_IBv21_V2)

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 65/67

6 HUIDIGE SITUATIE Na kalibratie van het stationaire model en het instationaire model kwam naar voren dat in de huidige situatie ter plaatse van Arcen-midden al damwanden aanwezig zijn. Voor het berekenen van eventuele effecten van het ontwerp is het belangrijk de huidige situatie correct in het model te hebben. Het model van de huidige situatie is daarom aangevuld met de bestaande damwanden ter plaatse van Arcen-midden. Dit is in dit hoofdstuk nader toegelicht.

6.1

UITGANGSPUNTEN

De ligging van de damwanden is op onderstaande afbeelding weergegeven. Aangenomen is dat de wanden een diepte hebben van 6 m en dat zij op het maaiveld beginnen. Het maaiveldniveau is langs het gehele damwandentraject ongeveer NAP +16,0 m. De ligging van de onderkant van de wanden is daarom vastgesteld tot 1 waarde ten opzichte van NAP, namelijk NAP +10,0 m. De ligging van de damwanden is weergegeven op Figuur 6-1.

Figuur 6-1: Ligging van de bestaande damwand

Door middel van het invoegen van een 2D horizontal flow barrier (HFB) is de damwand in het model geïmplementeerd. We voeren een conservatieve berekening uit door het toepassen van de volgende uitgangspunten: - De damwand sluit de volledige modellagen 1 en 2 af. Dit leidt tot een overschatting van het eventueel effect, omdat de damwand dieper wordt geschematiseerd dan in werkelijkheid het geval is (namelijk halverwege laag 2); - Voor de damwand is een weerstand van 1000 dagen gehanteerd. Dit is een vrij hoge weerstand, waarmee we dus aan de ‘veilige’ kant zitten.

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 66/67

Uit de vergelijking van de huidige situatie zonder en met damwanden, kan worde afgeleid dat het toevoegen van de schermen geen effect op de grondwaterstanden heeft. Het toevoegen van de schermen, na afronding van de kalibratie leidt daardoor in dit geval niet tot andere resultaten.

6.2 STATIONAIR MODEL Op basis van bovenstaande uitgangspunten is een stationaire berekening uitgevoerd. De resultaten van deze berekening zijn weergegeven bijlage A. Bij de Maas ligt de grondwaterstand op circa NAP +11,0 m (gelijk aan het gemiddelde Maaspeil) en dit loopt op richting het oosten.

6.3 INSTATIONAIR MODEL Op basis van bovenstaande uitgangspunten is tevens een instationaire berekening uitgevoerd. De resultaten van deze conservatieve berekening zijn weergegeven bijlage A. Hier zijn kaarten opgenomen van de GHG en GLG voor modellaag 1 ten opzichte van NAP en ten opzichte van maaiveld.

6.4 CONCLUSIE Met behulp van een modelberekening met het gekalibreerde IBRAHYM-grondwatermodel voor Arcen is de huidige situatie in beeld gebracht. Uit de tijdreeksen van het gekalibreerde instationaire model blijkt dat het model matig presteert; de grondwaterstanden zijn te laag vergeleken met de gemeten grondwaterstanden en de dynamiek in het model is over het algemeen te hoog. De dynamiek wordt door het model wel redelijk goed nagebootst. Hiermee dient rekening gehouden te worden bij het gebruik van dit model om een analyse, in absolute zin, van de huidige situatie uit te voeren. De referentiesituatie die het model probeert na te bootsen is namelijk niet optimaal. Dit punt van aandacht is minder belangrijk bij de effectstudies. Bij effectstudies wordt namelijk gekeken naar verschilsituaties, en niet naar een absolute grondwaterstand. Wanneer in de effectstudies wel de daadwerkelijke grondwaterstanden gebruikt worden, dient alsnog rekening gehouden te worden met de mate waarin het model verschilt van de werkelijkheid.

WSL065 – Geohydrologische analyse DR65-2021Z36129-WSP_30-03-2023-Geohydrologie-A02.01-systeemanalyse Waterschap Limburg

WSP / Kragten 30-03-2023 pagina 67/67

OVERZICHT BIJLAGE(N) Bijlage A

— Model met damwanden

BIJLAGE

A

Bijlage 1

MODEL MET DAMWANDEN

pagina 1/4

Figuur 6-2: Gemiddelde grondwaterstand (NAP) laag 1

Figuur 6-3: Huidige situatie damwand, GHG laag 1 t.o.v. NAP

Bijlage 1

pagina 2/4

Figuur 6-4: Huidige situatie damwand, GLG laag 1 t.o.v. NAP

Figuur 6-5: Huidige situatie, GHG laag 1 t.o.v. maaiveld

Bijlage 1

pagina 3/4

Figuur 6-6: Huidige situatie, GLG laag 1 t.o.v. maaiveld

Bijlage 1

pagina 4/4