Analyse van de kwelgegevens

De kwelgegevens uit de modellen NAGROM en LGM zijn voor het vervaardigen van de UC-schematisatie (beperkt) geanalyseerd, om een goede onderrand voor de UC’s te creëren (zie paragraaf 3.6). Deze analyse is uitgevoerd voor een deel van de provincie Drenthe. De analyse toonde aan dat er, voor dat gebied, sprake is van een significant verschil in kwel op basis van de indeling in landschapsregio’s, hydrotypen en grondwatertrappen, en wordt hieronder besproken. Tevens is na afloop en doorrekening van de UC-schematisatie een meer uitvoerige analyse uitgevoerd van de kwelgegevens, omdat toch een weinig gedifferentieerd kwelpatroon in de UC- resultaten was terug te vinden. Ook deze analyse zal hieronder worden besproken. Aanvankelijk is een analyse van de kwel uitgevoerd voor een deel van de provincie Drenthe (zie tabel 23). Per UC is de gemiddelde waarde bepaald, naar rato van het oppervlak. Tevens is met de kwelelasticiteit de amplitude berekend (zie par 3.6). Uit de tabel valt ten eerste op dat de kwel in absolute zin grotere waarden aanneemt dan de wegzijging. Dit heeft te maken met begrenzing van de waarden van de flux: de wegzijgingswaarden zijn begrensd op 1,5 mm/dag. Uit de tabel blijkt dat voor de UC’s in dit gebied voldoende onderscheid is in kwel, en kwelamplitude. Het onderscheidend vermogen van de grondwatertrap op kwel blijkt bijvoorbeeld uit Gt II en III, die altijd kwel geven, terwijl Gt IV, V, en VI, uitgezonderd hoogveenontginningsgebied, in meer of mindere mate wegzijging geven.

Tabel 23 Gemiddelde waarde voor kwel (mm/d), amplitude (mm/d) en fase (dagnr.) voor enkele UC-combinaties in Drenthe

Hydrotype LS Gt Kwel Amplitude Fase

Keileem profiel H II 2.953 0.663 90

Keileem profiel H III 1.375 0.699 90

Keileem profiel H IV -0.831 0.380 270

Keileem profiel H V -0.154 0.214 270

Keileem profiel H VI -0.433 -0.045 270

Keileem profiel H VII -0.925 1.988 270

Keileem-Peeloo profiel H II 0.285 -0.048 90 Keileem-Peeloo profiel H III 0.089 0.721 90

Keileem-Peeloo profiel H IV 1.042 3.045 90

Keileem-Peeloo profiel H V -0.522 0.225 270 Keileem-Peeloo profiel H VI -0.385 0.427 270 Keileem-Peeloo profiel H VII -0.742 2.184 270

Peeloo profiel H II 1.862 -0.164 90

Peeloo profiel H III 0.504 0.601 90

Peeloo profiel H IV 1.175 2.761 90

Peeloo profiel H V 0.118 0.199 90

Peeloo profiel H VI 0.019 -0.335 90

Peeloo profiel H VII -0.484 1.283 270

Keileem profiel P II 1.188 3.377 90

Keileem profiel P III 1.126 1.873 90

Keileem profiel P IV 0.240 1.836 90

Keileem profiel P V -0.509 0.106 270

Keileem profiel P VI -0.646 0.598 270

Keileem profiel P VII -0.986 0.390 270

Keileem-Peeloo profiel P II 0.998 1.315 90

Keileem-Peeloo profiel P III 0.760 1.169 90

Keileem-Peeloo profiel P IV 0.923 9.273 90

Keileem-Peeloo profiel P V -0.640 -0.023 270 Keileem-Peeloo profiel P VI -0.725 0.362 270 Keileem-Peeloo profiel P VII -1.090 0.685 270

(H=Hoogveenontginningslandschap=Veenkolonien en P =Pleistocene gebieden=o.a Keileemgebied)

Voor de indeling van de UC’s is de Gt gebruikt als onderscheidend met betrekking tot de gemiddelde kwel. Voor een beperkt aantal UC’s in Drenthe is getoetst of de gemiddelde kwel op basis van de Gt onderscheidend is.

Als voorbeeld is voor een deel van het pleistocene keileemgebied in Drenthe het gemiddelde en de variantie van de kwel weergegeven.

Groups Count Sum Average Variance

II 178 166.33 0.9345 5.7276

III 2325 1842.3 0.7924 4.9332

IV 146 75.027 0.5139 4.259

V 6059 -2686.7 -0.4434 1.3276

Vervolgens is met de F-toets de hypothese H0 (voor de gemiddelde kwel,

kwelGtII=kwelGtIII=kwelGtIV= kwelGtV= kwelGtVI= kwelGtVII) tegen H1 (identiek met “H0

geldt niet”) getoetst bij een onbetrouwbaarheidsdrempel van 0,05.

De toetsingsgrootheid F geeft de verhouding in de kradraatsom tussen de steekproeven met de kwadraatsom binnen de steekproeven.

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 4763.3 5 952.65 534.51 0 2.2145

Within Groups 35498 19917 1.7823

Total 40261 19922

Bij grote waarden van F wordt H0 verworpen. Het kritische gebied is rechtszijdig. De

p-waarde (overschrijdingskans) geeft de overschrijdingskans dat de variantie binnen de steekproef groter is dan tussen de steekproeven, een lage p-waarde duidt op een verwerping van H0 bij een lage onbetrouwbaarheidsdrempel. De gevonden F-waarde

voor deze combinatie van UC’s is groot, evenals voor de andere getoetste combinaties in Drenthe. Hieruit is de conclusie getrokken dat de kwelwaarden onderling verschillen.

Vervolgens is binnen de hydrotypen per combinatie van Gt een toets uitgevoerd, als voorbeeld is de combinatie Gt II –III voor het keileemgebied weergegeven (tabel 24).

Source of Variation SS df MS F P-value F crit

Between Groups 3.3377 1 3.3377 0.6689 0.4135 3.8452

Within Groups 12479 2501 4.9894

Total 12482 2502

De Gt-combinaties met een hoge p-waarde zijn gearceerd. In de meeste gevallen wordt een hoge F-waarde gevonden, hetgeen duidt op een verschil in gemiddelde kwelwaarde per Gt. In het voorbeeld voor Gt II en III is het onderscheidend vermogen van de Gt beperkt.

Tabel 24 Resultaten variantieanalyse

P-waarde II-III III-IV IV-V V-VI VI-VII

Keileem profiel H 0.20 0.00 0.02 0.26 0.00 Keileem-Peeloo profiel H 0.26 0.00 0.00 0.01 0.00 Peeloo profiel H 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 Singraven-beekdalen H 0.00 0.20 0.00 0.00 0.00 Keileem profiel P 0.41 0.14 0.00 0.00 0.00 Keileem-Peeloo profiel P 0.00 0.03 0.00 0.00 0.00

Op basis van deze resultaten is aangenomen dat er door de elementaire opbouw van UC’s in landschapsregio’s, hydrotypen en grondwatertrap een voldoende gedifferentieerde kwelrandvoorwaarde is gecreëerd. Het middelen van de kwel over de UC’s is vervolgens voor de overige UC’s in Nederland doorgevoerd. Door deze operatie werden de kwelwaarden en amplitudes in veel gebieden sterk uitgemiddeld. De berekende gemiddelde kwelwaarden zijn weergegeven in figuur 16.

Fig. 16 Gemiddelde kwel per UC

Door de middeling en de grote spreiding van de onderrandflux over een UC-eenheid, opgebouwd uit meerdere UC-vlakken, wordt de nieuwe onderrandrandflux sterk uitgevlakt en worden waarden verkregen nabij het omslagpunt tussen kwel en infiltratie (0 mm/dag). Het effect is bijna in heel Nederland waarneembaar, inclusief de beekdalen, die nog als apart hydrotype zijn onderscheiden. Met name bij deze smalle beekdalen kan het uitvlakkingseffect zijn versterkt door opschalingsprobleem (grensonzuiverheid) van gridcellen uit MONA- /LGM-kwel naar de UC-vlakken. De kwelkaart geeft namelijk per cel van 500 x 500 m een representatieve waarde in het middelpunt, terwijl binnen de cel mogelijk meerdere (smalle) UC-vlakken kunnen worden onderscheiden die niet overeenkomen met de waarde in het middelpunt. Alleen op de Veluwe en het Plateau van Drenthe heeft geringe uitmiddeling van kwel plaatsgevonden.

dat bijna binnen elke UC de spreiding (range) van de MONA- of LGM kwel/infiltratie flux vrijwel de gehele natuurlijke range van circa -1,5 mm/dag infiltratie tot 5 mm/dag kwel beslaat. Hierbij is een deel van de gevonden spreiding het gevolg van de vergridding van de Gt-kaarten.

De standaardafwijking van de kwel binnen een UC is weergegeven in figuur 18. De kaarten laten zien dat slechts enkele UC’s uniform zijn voor wat betreft de kwel. Uitzonderingen vormen de Veluwe, enkele gebieden in Holland en Zeeland, de kustgebieden in Noord-Nederland. Wat dit betreft is de nieuwe indeling in UC’s een achteruitgang ten opzichte van de oude hydrologie voor de WSV-mestplots, waarin 5 kwelklasses werden onderscheiden (zie figuur19: range van de kwel/infiltratie flux bij indeling in WSV-mestplots).

In de nieuwe schematisatie gaat veel ruimtelijk detail verloren. Dit is ook niet verwonderlijk wanneer het aantal unieke rekeneenheden wordt vergeleken : 656 UC’s tegenover 3616 eenheden voor WSV-mestplots.

Omdat de kwel- en infiltratiefluxen zijn gemiddeld over de UC’s, zijn ook de met de modellen bepaalde drainageweerstanden gemiddeld. Deze gecalibreerde drainage- weerstanden zijn sterk bepalend voor de verdeling van het water naar de diverse afwateringseenheden, en daarmee voor de kwaliteit van de beschrijving het stoffentransport. Door de middeling van de flux over de UC’s worden de hydrologische variaties afgevlakt en de pieken in de afvoer uitgemiddeld. De hydrologische parameters van de diverse UC’s, bijvoorbeeld de afvoer van grondwater naar het oppervlaktewater, gaan op elkaar lijken.

Doordat elke UC-eenheid een grote oppervlakte beslaat (gemiddeld ca 50 km2) kan toch worden verondersteld dat de gemiddelde hydrologische situatie in redelijke mate representatief is voor de som van de kleine eenheden. De aanname wordt ondersteund door testberekening in het Beerze-Reuselgebied van het opschalen van MONA-weerstanden naar UC’s. Wanneer gedetailleerde, plaatsafhankelijke drainageweerstanden uit MONA, behorend bij plaatsafhankelijke kwel, via harmonische middeling worden opgeschaald naar de UC-eenheden, worden ze uitgemiddeld naar min of meer uniforme weerstanden en komen ze in orde grootte goed overeen met de voor STONE gecalibreerde weerstanden (fig. 20-22).

Enkele testberekeningen met MOZART voor UC’s in Brabant lieten bovendien zien dat de afvoer voor een UC in het geval van uitgemiddelde en niet uitgemiddelde weerstanden en kwel in redelijke mate met elkaar overeenkomen. Dit ondersteunt de aanname dat de gemiddelde hydrologische situatie representatief is voor de som van de kleine eenheden.

Omdat door de opschaling naar UC’s van met name deze kwelflux er veel detail verloren gaat, moet bij de presentatie van resultaten en het doen van uitspraken op grond van deze resultaten rekening worden gehouden met de uniformiteit en grootte van de UC’s (zie discussie).