Nieuwe tekst
Opmerking 6: De keuze van de simulatiestatistieken is mee verantwoordelijk voor de simulatieresultaten
(zie ook Hoofdstuk 1, paragraaf 3.3.3). Het is beter om steeds verschillende statistieken naast elkaar te gebruiken.
In de Tabellen 6 en 7 van Hoofdstuk 3 zijn de verschillende waarden van de kalibratieparameters per kalibratieproefvlak weergegeven. Deze waarden werden toegepast op de validatieproefvlakken.
In de onderstaande paragrafen 4.2.2 tot en met 4.2.18 worden de bodemvocht‐profielen van Hoofdstuk 3 paragrafen 3.1.3 tot en met 3.1.19 besproken. De gebruikte simulatiestatistieken zijn beschreven in Hoofdstuk 1 paragraaf 3.3.3. De figuren (Fig. 9 tot en met 25) van de bodemvochtprofielen van de verschillende proefvlakken bevinden zich eveneens in Hoofdstuk 3.
4.2.2 Wijnendale
Dit proefvlak is een validatieproefvlak waar de kalibratiegegevens van Hoeilaart werden toegepast. Deze gegevens zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3 Tabel 7 van paragraaf 3.1.1.
Het bodemvochtprofiel vertoont in de bovenste lagen grote variatie. Daarom zijn RMSE’s van 0,05 cm3.cm‐3 zeer aanvaardbaar. Ook de ME is uitstekend, behalve op 96 en 128 cm diepte. De CD vertoont hetzelfde gedrag dan ME. Voor de eerste vier dieptes kan worden besloten dat het WAVE‐model de opge‐meten tijdreeksen volgt (1), dat de meeste variatie van de geobserveerde data door het model worden verklaard (2) en dat de RMSE’s aanvaardbaar zijn. Bepaalde periodes worden niet zo goed gesimuleerd: in het voorjaar namelijk maart‐mei en in de zomer juli en augustus 2001. Dit is in tegenstelling tot dezelfde periodes in 2000. Op een diepte van 96 en 128 cm wordt duidelijk te weinig water onttrokken.
4.2.3 Balegem
Dit populierenbestand is een kalibratieproefvlak. De gekalibreerde parameters zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3 paragraaf 3.1.1 in Tabel 6.
Opvallend is de goede ME voor de bovenste vier horizonten en een duidelijke modelonderschatting op alle dieptes. De meeste pieken worden door het model goed gevolgd. Af en toe komen vreemde opgemeten vochtgehaltes voor (uitbijters) die waarschijnlijk een gevolg zijn van verkeerd aflezen. Deze uitbijters beïnvloeden de simulatiestatistieken, vooral de CD’s.
4.2.4 Melle
Dit landbouwveld is een validatieproefvlak. De geijkte parameters zijn terug te vinden in de WAVE‐ handleiding (Vanclooster et al, 1994) en het Intterreg‐project (Timmerman et al., 2000a en 2000b). In de ondiepe bodemlagen zijn de ME’s zeer goed. Volgens de CD treden er toch duidelijke modelonderschattingen op (behalve op 105 cm) vooral in de bovenste 35 cm van het bodemprofiel en dit in de drogere periodes van juni‐augustus 2001. Blijkbaar wordt dan te weinig water onttrokken.
HOOFDSTUK 4: Bespreking 163
4.2.5 Gontrode IA
Dit eiken/beukenbestand is een kalibratieproefvlak.
Het WAVE‐model volgt de opgemeten tijdreeks van bodemvochtgehaltes. Dit blijkt uit de uitstekende ME‐resultaten voor alle bodemdieptes. Uit de CD wordt duidelijk dat de vochtgehaltes door WAVE worden onderschat, vooral in de diepere lagen. De RMSE is laag, maar er dient te worden rekening gehouden met de kleine variaties in bodemvocht tussen winter en zomer.
4.2.6 Gontrode IB
Dit eiken/beukenbestand is ook een kalibratieproefvlak. Hier komt op 55 cm een kleilaag voor.
De ME’s zijn weer uitstekend voor alle bodemlagen. Op 90 cm treedt zelfs een perfecte waarde op. De CD op 70 en 90 cm wijzen echter op duidelijke modelonderschattingen die voornamelijk te wijten zijn aan meetfouten. Het opmeten van bodemvochtgehaltes in kleilagen met de TDR‐techniek is niet altijd even nauwkeurig.
4.2.7 Gontrode II
Het essenbestand is ook een kalibratieproefvlak.
De simulatiestatistieken zijn zeer verschillend naar gelang de bodemlaag. Een slechte ME geeft vaak een goede CD (voorbeeld de laag op 5 en 160 cm).
Visuele inspectie leert dat het model de metingen niet echt volgt. Problemen duiken op in de drogere periodes van 2001 waar in de bovenste twee lagen een modelover –en onderschatting gebeurt. In de diepere lagen treedt weinig variatie in de vochtgehaltes op tussen de droge en natte periodes. Dit beïnvloedt ook de statistieken.
In de nabijheid van het proefvlak stroomt een beekje. Dit houdt in dat mogelijks laterale waterstromen aanwezig zijn. Waarschijnlijk heeft dit invloed op de simulatieresultaten.
4.2.8 SmeerebbeVloerzegem
Dit landbouwveld is een validatieproefvlak. De geijkte parameters voor maïs zijn terug te vinden in de WAVE‐handleiding (Vanclooster et al, 1994).
Dit proefvlak wordt zeer slecht gesimuleerd door het WAVE‐model. Duidelijke modeloverschattingen treden op in bijna alle bodemlagen. De ME’s zijn nog slechter. Het nemen van een gemiddelde van de opgemeten vochtgehaltes van een bepaalde horizont is een betere predictor dan het WAVE‐model. Oorzaken zijn waarschijnlijk te vinden in de geografie van het landschap. Het proef‐vlak ligt op de rand van een plateau. Enkele tientallen meters verder gaat het plateau over in een diepe vallei. Uit Fig. 15, Hoofdstuk 3, paragraaf 3.1.9 blijkt dat het opgemeten vochtgehalte voor het grootste gedeelte van de meetperiode hoger ligt dan het gesimuleerde. Er moet dus ergens watertoevoer zijn dat door het model niet in rekening wordt gebracht. De geografie van het landschap doet vermoeden dat significante laterale waterstromingen bestaan. Het eendimensionale WAVE‐model is daarvoor niet geschikt. Uit veldwaarnemeningen blijkt dat de bodem er steeds nat was, zelfs in periodes met lage neerslag.
4.2.9 Lochristi
Dit proefvlak is een validatieproefvlak waar de kalibratiegegevens van Sint‐Joris‐Weert werden toegepast. Deze gegevens zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3 Tabel 7 van paragraaf 3.1.1.
HOOFDSTUK 4: Bespreking 164 De ME’s van de verschillende bodemlagen zijn aanvaardbaar. De CD’s wijzen echter op duidelijke modelonderschattingen, vooral in de droge periodes van juli en augustus 2001. Dit proefvlak ligt echter in een bemalinggebied (Recreatiedomein van Puyenbroeck).
4.2.10 Asse
Dit proefvlak is een validatieproefvlak waar de kalibratiegegevens van Balegem werden toegepast. Deze gegevens zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3 Tabel 7 van paragraaf 3.1.1. Tot de kleilaag op 115 cm zijn de ME’s goed. De CD’s wijzen op een modelonderschatting, behalve op 48 cm diepte. Die laag wordt uitstekend gesimuleerd. De kleilaag resulteert in zeer onbetrouwbare vochtmetingen met de TDR‐methode. Deze laag is dus weinig representatief.Een belangrijk probleem met dit proefvlak was het opvolgen van de onderste randvoorwaarden. Eerst werd een peilbuis gestoken die echter zeer snel dichtslibde. Na herhaalde pogingen de peilbuis slibvrij te maken werd overgegaan op tensiometers. Aan de hand van deze gegevens werd een grondwatertafel gereconstrueerd. Dit brengt bijkomende fouten met zich mee.
4.2.11 Hoeilaart
Dit beukenbestand is een kalibratieproefvlak. Het is achteraf ingevoerd omwille van de slechte kalibratieresultaten van het beukenbestand van Tervuren (zie volgende paragraaf).
De drie bovenste bodemlagen worden door het WAVE‐model goed gesimuleerd. De ME’s zijn goed, net zoals de CD’s (met een lichte modelonderschatting op 20 cm) en de RMSE’s. De onderste drie lagen worden niet al te best door het model gereconstrueerd. Op 100 en 150 cm is duidelijk spraken van modeloverschattingen, maar zijn de RMSE’s wel redelijk (alhoewel er weinig variatie is in vochtgehalte tussen winter en zomer). De ME’s zijn slecht. Meestal worden de variaties van bodemvochtgehalte naargelang de diepte meer gedempt. Dit is duidelijk niet het geval voor de bodemlaag op 190 cm. In de wintermaanden van 2000‐2001 is het opgemeten vochtgehalte zeer laag.
Verklaringen zijn niet eenduidig. Ten eerste blijkt dat de bodemlaag op 190 cm het aandeel van de kleifractie (<2 um) én van de leemzandfractie (50‐20 um) groter is dan in de bovenliggende lagen. Dit is ten koste van de zandleem‐ (20‐10 um) en leemfractie (10‐2 um). Deze gegevens zijn terug te vinden in Hoofdstuk 2, paragraaf 2.2.5., Tabel 3. Ten tweede blijkt dat deze laag zeer heterogeen is uit de standaardafwijking op de opgemeten verzadigde hydraulische conductiviteiten. Deze is bijna 200 % van de gemiddelde waarde. Ten derde is het grillig karakter van de modelsimulaties waarschijnlijk te wijten aan de bepaling van de onderste grensvoorwaarden. Tensiometers zijn zoals eerder vermeld zeer plaatsgevoelig en de metingen zijn onderhevig aan grote fouten. De bodemheterogeniteit en een bodempakking met veel grote en zeer kleine textuurpartikels kunnen invloed hebben op de opgemeten vochtgehaltes en het grillige tijdsverloop ervan.
4.2.12 Tervuren
Dit beukenbestand is ook een kalibratieproefvlak. Oorspronkelijk was dit het enige kalibratieproefvlak voor beuken. Het is niet opgenomen in Hoofdstuk 3 Tabel 6 of 7 van paragraaf 3.1.1. omwille van het feit dat de bekomen kalibratiewaarden niet worden toegepast op een validatieproefvlak. De waarden zijn terug te vinden in onderstaande Tabel 5.
Als deze tabel wordt vergeleken met de waarden voor Hoeilaart, dan valt op dat de gewasfactoren van Tervuren zeer afwijkend zijn. Voorbeeld Kc is 1,3 (!) in oktober tegenover 0,88 in Hoeilaart.
Tabel 5 De gekalibreerde modelparameters van WAVE voor Tervuren
PROEFVLAK PARAMETER TIJD of DIEPTE of PARAMETERWAARDE
Tervuren diepte [cm] 5 15 25 65 120
thetasat [cm3.cm-3] 0,459 0,424 0,409 0,363 0,509 Ksat [cm.dag-1] 28,47 141,089 2,173 1,662 101,533
Lambda [-] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
[dag/maand] 1 jan. 1 feb. 1 maart 1 april 15 april 1 mei 1 juni 1 juli
Kc [-] 0,8 0,8 0,8 0,8 1,02 1,03 1,04 1,04 [dag/maand] (vervolg) 1 juni 1 juli 1 aug. 1 sept. 1 okt. 1 nov. 15 nov. 1 dec.
Kc [-] (vervolg) 1,04 1,04 1,04 1,04 1,3 1,2 0,8 0,8
compartiment [-] 1 10 11 30 32
Smax [-] 50 50 0,1 0,1 0
Elk compartiment is 5 cm dik: compartiment 2 heeft dus een diepte van 2 x 5 cm = 10 cm.
Van de zes bodemvochtgehaltes worden er slechts drie redelijk gesimuleerd (op 5, 25 en 100 cm) wat betreft de drie simulatiestatistieken. Modeloverschattingen zijn legio voor dit proefvlak. Ook hier treden problemen op in de onderste meetlaag. De simulatie komt niet echt overeen met de opgemeten vochtgehaltes. Waarschijnlijk is dit te wijten aan de opgemeten drukken aan de onderkant van het beschouwde bodemprofiel aan de hand van tensiometers.
4.2.13 Brasschaat IA
Dit dennenbestand is een kalibratieproefvlak met een ondiepe kleilaag.
De modelresultaten zijn zeer goed voor de vier bovenste bodemlagen, vooral wat betreft de ME’s. De CD’s wijzen op modelonderschattingen (voor alle bodemlagen). Gezien de grote variatie van bodemvochtgehalte tussen winter en zomer zijn de bekomen RMSE‐resultaten goed. Voor de onderste drie bodemlagen beïnvloeden de uitbijters de CD’s in hoge mate. Op 125 cm simuleert het model een veel drogere periode in het najaar dan opgemeten. Dit gebeurt ook in mindere mate voor de lagen 150 en 175 cm.
4.2.14 Brasschaat IB
Dit dennenbestand is ook een kalibratieproefvlak maar zonder de ondiepe kleilaag. De modelsimulaties zijn zeer goed voor de bovenste vier bodemlagen, zeker wat betreft de ME’s. Op 56 en 75 cm is er wel sprake van modelonderschattingen. Gezien de grote variaties in vochtgehaltes tussen winter en zomer zijn de bekomen RMSE’s aanvaardbaar. De onderste bodemlaag wordt minder goed gesimuleerd (ME).4.2.15 Bertem
Dit landbouwveld is een validatieproefvlak. De geijkte parameters voor wintertarwe ‐en gerst zijn terug te vinden in de WAVE‐handleiding (Vanclooster et al, 1994). Eigenlijk groeien hier drie gewassen. Wintertarwe (1/11/1999‐12/8/2000), een groenbemester (13/8/2000‐10/11/2000) en wintergerst (11/11/2000‐14/7/2001). Tenslotte wordt het veld tot en met 31/8/2001 onbegroeid verondersteld. De modelsimulaties zijn ondermaats, behalve voor het bovenste gedeelte van het bodemprofiel. Vooral de drogere periodes van 2000 en 2001 worden slecht gesimuleerd. Voor 2000 kan dit te wijten zijn aan het vochtige late voorjaar. De tarwe was in grote mate onderhevig aan beschimmeling. De gewasmodule werd natuurlijk niet gekalibreerd op deze problemen. Daarbij komt nog dat de ETo‐waarden, de globale zonnestraling, de dagelijkse minimum‐ en maximumtemperaturen, nodig in de gewasmodule, afkomstig HOOFDSTUK 4: Bespreking 165
HOOFDSTUK 4: Bespreking 166 zijn van Balegem. Vermoedelijke zijn deze waarden te extreem waardoor juni‐augustus niet al te best door het model wordt gereconstrueerd.
4.2.16 SintJorisWeert
Dit eikenbestand is een kalibratieproefvlak.
De visuele inspectie van de hydrische profielen geeft in het algemeen een goede indruk. Volgens de simulatiestatistieken worden vooral de bovenste twee lagen zeer goed gemodelleerd. De onderste drie daarentegen hebben wel een kleine RMSE en een redelijke CD, maar de ME’s laten te wensen over. Problemen met de simulaties situeren zich in de periode juni‐augustus 2001, de periode waar exacte ETo‐waarden ontbreken.
4.2.17 Herentals
Dit dennenproefvlak is een validatieproefvlak waar de kalibratiegegevens van Brasschaat IA werden toegepast. Deze gegevens zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3 Tabel 7 van paragraaf 3.1.1.
In het algemeen kan worden besloten dat de simulatie resultaten eerder slecht zijn voor al de beschouwde lagen (ME’s zijn allen negatief). De CD’s op 20 en 120 cm zijn redelijk, maar voor de andere lagen is er duidelijke een modeloverschatting. De meetresultaten zijn vrij bizar. In de onderste lagen wordt water opgeslagen in juli‐augustus 2001, ondanks de zeer droge periode. Ook het feit dat op 110 cm een zeer sterk ijzerhoudend laag zit (Diestiaan) kan de TDR‐metingen beïnvloeden. Of treedt er laterale aanvoer van water op?
4.2.18 Ravels
Dit proefvlak is een validatieproefvlak waar de kalibratiegegevens van Brasschaat IA werden toegepast. Deze gegevens zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3 Tabel 7 van paragraaf 3.1.1. Uit de ME’s blijkt dat de simulaties niet al te best verlopen. De CD’s op een aantal dieptes zijn nochtans accepteerbaar net zoals de RMSE’s. Enkel de bodemlaag op 110 cm wordt goed gesimuleerd.De bodemhorizontenopbouw van Ravels is zeer verscheiden en meestal zeer dun. Uit Hoofdstuk 2, paragraaf 2.2.5. Tabel 4 blijkt dat de horizonten vaak variëren tussen 5 en 10 cm. De bodemstaalname vindt plaats met Kopeckyringen die 5 cm hoog zijn. Het is dan ook zeer duidelijk dat de staalname zeer moeilijk verliep, hetgeen invloed heeft op de modelinvoer‐parameters. Verder is een beekje (Aa) en een afwateringskanaal aanwezig. Het is onduidelijk in welke mate deze de simulaties beïnvloeden.
4.2.19 Besluit en opmerkingen
Tabel 6 geeft een kwalitatieve waarde aan voor de kalibratie of validatie van de verschillende proefvlakken aan de hand van verschillende kriteria. De bedoeling is om een overzicht te geven hoe goed of slecht de proefvlakken door het WAVE‐model werden gesimuleerd. Deze indeling is natuurlijk onderhevig aan enige subjectiviteit.
HOOFDSTUK 4: Bespreking 167 Tabel 6 Beoordeling van de WAVE‐simulaties van de verschillende proefvlakken door middel van verschillende
kriteria
Proefvlak kalibratie/
validatie Hoofdboomsoort of akkergewas Visuele score statistieken Score Globale score
Wijnendale Validatie Beuk 0 ++ Goed
Balegem Kalibratie populier ++ ++ Uitstekend
Melle Validatie Engels
raaigras + + Goed
Gontrode IA Kalibratie zomereik en
beuk ++ +++ Uitstekend
Gontrode IB Kalibratie zomereik en
beuk ++ +++ Uitstekend
Gontrode II Kalibratie gewone es - - Slecht
Smeerebbe-Vloerzegem Validatie Maïs -- --- Onaanvaardbaar
Lochristi Validatie zomereik - ++ Matig goed
Asse Validatie populier 0 ++ Goed
Hoeilaart Kalibratie Beuk + + Goed
Tervuren Kalibratie Beuk -- + Matig slecht
Brasschaat IA Kalibratie grove den ++ 0 Goed
Brasschaat IB Kalibratie grove den + ++ Zeer goed
Bertem Validatie tarwe/gerst - -- Zeer slecht
Sint-Joris-Weert Kalibratie Eik 0 + Matig goed
Herentals Validatie grove den -- -- Onaanvaardbaar
Ravels Validatie Corsicaanse den + - Neutraal
++++(+) uitstekend +++ zeer goed ++ goed + matig goed 0 neutraal ‐ matig slecht ‐‐ slecht ‐‐‐ zeer slecht ‐‐‐‐ onaanvaardbaar De tekens van de visuele en simulatie score worden opgeteld en omgezet in een globale score. OPMERKING: Wordt de periode juni‐augustus 2001 niet in rekening gebracht in de simulatiestatistieken, dan zijn de resultaten aanzienlijk beter.