Grondwaterstand in de eigen peilbuizen

Het verloop in grondwaterstand in de eigen ondiepe (freatische) peilbuizen PB-NW en PB- SE, waarvan de ligging is aangegeven in Fig.5.11, staat in Fig.5.21. Het verloop is gebaseerd op divermetingen. Fig.5.21 toont tevens verschillende meteorologische waarnemingen. We zien een dalende grondwaterstand in de meetperiode maart – augustus 2013, in PB-NW met ca. 0.55 m en in PB-SE met ca. 0.37 m, waarbij PB-NW sterker reageert op regenbuien dan PB-SE.

65

FIG. 5.18 Isohypsen van de grondwaterstand in augustus-september 2013. Data van niet-VU meetpunten zijn gedownload van www.dinoloket.nl, met selectie op periode 2000-2012. Naar Amatirsat (2014).

0

.5

+2.0

Legend

VU phreatic head measurements (m+NAP), average of August & September 2013. Extern phreatic head measurements (m+NAP), long-term average of August & September, since 1996.

Isohyps of the phreatic w ater (m+NAP). Isohyps hypothese of the phreatic w ater (m+NAP). Surface w ater level, long-term average of August & September (m+NAP) over the years 2008 until 2012. Surface w ater level, August & September 2013 (m+NAP).

Ground level (year 2011) AHN-2 (m+NAP)

66

FIG. 5.19 Richting van grondwaterstroming in freatische pakket, met rekenschap van kwelplassen. Naar Amatirsat (2014).

67

FIG. 5.20 Principe van berekening van de opbolling onder een langgerekte duinrug tussen 2 laagtes (duinvallei of strand), volgens Hooghoudt (Eq.5.1) en zoals geprogrammeerd in HYDROLENS.

FIG. 5.21 Grondwaterstanden in peilbuizen PB-NW en PB-SE op de Hors (via divers gemeten, incl. barometrische correctie), in de periode maart - augustus 2013. Tevens aangegeven het verloop van de temperatuur van lucht en grondwater, dagelijkse regenval, relatieve luchtvochtigheid en verdamping berekend volgens Makkink. De maaiveldshoogte van PB-NW is 2.36 m+NAP en van PB-SE 2.66 m+NAP. Naar Amatirsat (2014). R Scenario A B C L m 1000 1000 1000 R mm/d 1.6 1.6 0.8 K m/d 12 6 12 hA hL m+SL 3.5 3.5 3.5 hL hR hR m+SL 2.3 2.3 2.3 d m-SL 10 10 10 XA hA = h-max 4.21 5.31 3.68 XA = x-max 384 442 268 d L Aquiclude -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 -100 400 900 1400 H e a d o r a lt it u d e [ m + S e a L e v e l]

Distance X from left to right side of land strip [m] A B C

Topography

68

Als we meer inzoemen op de fluctuaties in grondwaterstand in een periode zonder regenval, dan worden op minder dan cm schaal ritmische patronen zichtbaar (Fig.5.22 en 5.23). Daarbij rijst de vraag of deze nu samenhangen met de dage lijkse gang van evapotranspiratie, de gang van het getij (van de Noordzee of de aarde), onvolkomenheden in de toegepaste barometrische correctie, of bias (b.v. door het meer of minder uitzetten van het ophangsnoer t.g.v. dagelijkse temperatuurschommelingen).

Het principe van de bepaling van de dagwaarde van de evapotranspiratie (ET; mm/d) volgens White (1932) en daarvan afgeleide methoden (Gribovszki et al., 2010; Carlson Mazur et al., 2014) kan worden toegepast, alleen als er een bij benadering sinusoïdaal verloop in grondwaterstand is, waarbij de periodieke daling telkens inzet in de ochtend (b.v. rond 8 uur) en in de late middag of vroege avond (b.v. 16-19 uur) omslaat in een stijging, terwijl er op langere tijdschaal sprake is van een dalende trend. Voor details en een toepassing zie § 6.3.4.

Maar, de tijdstippen waarop de verdamping start kloppen niet met het White model, en zijn ook niet constant genoeg (Fig.5.22). Kortom, er speelt meer.

FIG. 5.22 Grondwaterstanden in peilbuizen PB-NW en PB-SE op de Hors (via divers gemeten, incl. barometrische correctie), in de droge periode 20 tot 22 juli 2013. Weergegeven zijn tevens het 3 uurs Centered Moving Average (CMA). Naar Amatirsat (2014).

69

Amatirsat (2014) onderzocht of de barometrische compensatie misschien een rol speelde, maar dat bleek geenszins het geval. Vervolgens onderzocht hij de invloed van het getij (Fig.5.23). Hiervoor gelden volgens b.v. Todd (1959) de volgende relaties voor de amplitudedemping en fasevertraging van de sinusoïdaal veronderstelde getijdegolf in zee, wanneer de resulterende drukgolven zich landinwaarts voortplanten:

√ _{( √ ⁄ ) (5.2)}

Waarin: h = netto stijging of daling van grondwaterstand of piezometrisch oppervlak

(m+NAP); h0 = amplitude of halve bereik van getijde (cm); t = tijd (d); t0 = getijde periode

(d); S = bergingscoefficient van aquifer (-); T = transmissiviteit (m2/d).

De amplitude ( ) en fasevertraging (tL) van grondwaterfluctuaties op afstand x van de kust

worden dan:

√ _(5.3)

√ ⁄ (5.4)

FIG. 5.23 Verloop van de zeewaterstand bij de Hors en de grondwaterstand bij peilbuis PB_NW (430 m van HWL), in regenloze periode 19 t/m 21 juli 2013, en regenloze periode 21 t/m 24 augustus 2013. Naar Amatirsat (2014). Fase verschuiving voor grondwater naar later in rood en naar vroeger in groen.

De gemiddelde vertraging in de voortplanting van de getijdesinus bedroeg in juli 10.5 uur en in augustus 4.5 uur, en de amplitudedemping was 100 (1 – 0.5/135) = 99.6%.

70

Invulling van diverse afstanden tot de kust en relevante waarden voor de vereiste parameters in Eqs 5.3 en 5.4, levert het beeld in Tabel 5.6 op. Hieruit concluderen wij dat, ter plaatse van de peilbuizen in het freatische pakket op 345-430 m afstand van zee, sprake moet zijn van volledige afvlakking (en dat de fasevertraging 5-6 dagen bedraagt). Dit correspondeert niet met de meetresultaten in Fig.5.23. Belangrijk probleem is ook dat de gemeten fasevertraging niet constant blijkt (Fig.5.23), en dat de meetwaarden van hX en tL

geen consistente waarden opleveren van S en T (Amatirsat, 2014). In de onderliggende half - afgesloten aquifer is daarentegen een stevige invloed te verwachten van het getij (Tabel 5.6). Het freatische karakter van de aquifer waarin peilbuizen PB-NW en PB-SE steken, wordt overigens bevestigd door volledig gebrek aan barometrische invloeden.

In een ultieme poging tot ontrafeling van het gesignaleerde fluctuatiepatroon, is een Fourieranalyse uitgevoerd (Amatirsat, 2014). Deze leverde aanknopingspunten voor een 12- uurs periode van 0.5 cm voor beide peilbuizen, naast andere periodes van geringere significantie. Dit zou kunnen wijzen op toch invloeden van de dagelijkse evapo- transpiratiegang, of op bias waarvan Von Asmuth (2011) er vele beschrijft.

TABEL 5.6. Berekende amplitude (hX) en fasevertraging (tL) van het getijdesignaal als functie van de afstand tot de zee (X), bij aangegeven constanten voor de freatische aquifer en onderliggende halfafgesloten aquifer. h0 = amplitude of halve bereik van getijde in zee; t0 = getijde periode; S = bergingscoefficient van aquifer; T = transmissiviteit. Eigen peilput PB-NW bevindt zich op 430 m en PB- SE op 345 m van de kust.