Voor handmatige metingen tot 60 meter diep schrijft de Nederlandse norm een maximale afwijking van ± 1.0 centimeter ten opzichte van het referentieniveau voor (NEN-ISO 21413, 2005). Voor geautomatiseerde methoden geldt de minst beperkende van de volgende drie criteria (NPR-ISO/TR 23211, 2009):
• 3 mm
• 0,1% over de hoogte waarin het waterpeil fluctueert • 0,01% van de afstand van de peilbuis tot de waterspiegel
In de praktijk blijken deze nauwkeurigheden voor zowel de handmatige meting als voor de geautomatiseerde methoden niet haalbaar.
Meetbereik en nauwkeurigheid handmatige peilingen
Het meetbereik van een handmatige meting is afhankelijk van de maximale lengte van het meetlint, en is daarmee in de praktijk nauwelijks gelimiteerd. Een meetnauwkeurigheid tot 1
Handmatig opgenomen peilbuizen vertonen vaak gaten in de meetreeks, met name in de vakantieperiode. Ontbrekende waarnemingen zijn op zichzelf geen fout, maar kunnen wel zorgen voor een verkeerde inschatting van de grondwaterkarakteristiek als systematisch te hoge of juist te lage grondwaterstanden niet worden meegenomen (bijvoorbeeld lage grondwaterstanden in het seizoen van de zomervakanties).
Meetbereik en nauwkeurigheid drukopnemers
Drukopnemers zijn verkrijgbaar met een uiteenlopend meetbereik. Bijvoorbeeld 0-5, 0-10 en 0-25 meter waterkolom. Hoe groter het meetbereik, des te kleiner de meetnauwkeurigheid. De meetnauwkeurigheid is namelijk vaak een percentage van het meetbereik (doorgaans 0,1 of 0,2%). In Nederland komen slechts beperkte fluctuaties in de grondwaterstand voor, met uitzondering van de directe omgeving van pompputten. Daarom kan doorgaans gebruik gemaakt worden van instrumenten met een relatief gering meetbereik, bijvoorbeeld tot 5 meter. Het is raadzaam om binnen hetzelfde meetnet zoveel mogelijk gebruik te maken van instrumenten met hetzelfde meetbereik, om verschillen in meetnauwkeurigheid tussen de onderlinge instrumenten te beperken. Soms wordt in diepe peilbuizen een meetinstrument met een groot meetbereik toegepast. Dat is nodig omdat het instrument onderin de peilbuis wordt gehangen, waardoor er een grote waterkolom op de sensor rust. Beter is, een meetinstrument met geringer meetbereik te gebruiken (hogere meetnauwkeurigheid) en deze hoger in de peilbuis af te hangen, net onder de te verwachten fluctuatiezone van het grondwater. Sommige fabrikanten vermelden in hun productinformatie ook de maximale druk die het instrument aankan voordat (onherstelbare) beschadiging optreedt. Dit is een indicatie voor de robuustheid van het instrument en wordt meestal uitgedrukt in een overschrijdingsfactor van het opgegeven meetbereik. Ook de meetresolutie is een aandachtspunt. Deze is meestal in de ordegrootte van millimeters of tienden van millimeters. Meetbereik en nauwkeurigheid akoestische systemen
Een akoestisch meetsysteem is niet geschikt voor het meten van ondiepe grondwaterstanden; de sensor dient zich ten minste 0,30 meter boven de hoogst voorkomende grondwaterstand te bevinden. In de praktijk betekent dit dat akoestische systemen niet geschikt zijn om op te hangen in gebieden met een risico op grondwaterstanden hoger dan 0,5 meter onder maaiveld, tenzij de akoestische opnemers in een schutkoker boven maaiveld worden geplaatst. De maximale meetdiepte onder de sensor is circa 5,0 m. Een akoestisch systeem kan een nauwkeurigheid van ongeveer 1 centimeter halen.
Meetbereik en nauwkeurigheid temperatuursensoren
Automatische meetinstrumenten (zowel drukopnemers als akoestische sensoren) bestaan uit een mechanisch deel en een elektrisch deel. De meetwaarden moeten gecorrigeerd worden voor temperatuursinvloeden en daarom registreert een automatisch meetinstrument zowel een drukwaarde als een temperatuurwaarde. De nauwkeurigheid waarmee de temperatuur wordt gemeten is mede bepalend voor de uiteindelijke nauwkeurigheid van de meetwaarde en het meetbereik van de temperatuursensor is bepalend voor de inzetbaarheid van het instrument. Wanneer de omgevingstemperatuur zich buiten het meetbereik van de temperatuursensor bevindt, zijn de metingen onbetrouwbaar. Bij sommige leveranciers van drukopnemers blijkt het temperatuurbereik van de luchtdrukmeting tot een minimumwaarde van 0 °C beperkt. Met andere woorden: bij vorst worden de luchtdrukmetingen (en daarmee dus ook de uiteindelijke luchtdrukgecompenseerde meetwaarden) onbetrouwbaar. Bij akoestische meetinstrumenten wordt de geluidssnelheid in lucht geschat aan de hand van temperatuursmetingen. Afwijkende temperatuurmetingen
vormen daardoor een mogelijke foutbron. Elke graad temperatuurafwijking betekent circa 0,17% afwijking in de geluidsnelheid in lucht. Bij een grondwaterstand op 2 meter onder de sensor geeft dat een meetafwijking van 0,34 centimeter/°C.
Het meetbereik en de meetnauwkeurigheid van de temperatuursensoren zijn belangrijke aandachtspunten bij de aanschaf van meetapparatuur. Maar ook de bijbehorende datalogger heeft een temperatuurbereik; deze is doorgaans groter dan dat van het meetinstrument. Niet alle leveranciers maken in hun productinformatie melding van het temperatuurbereik van de datalogger. Buiten het temperatuurbereik van de datalogger werkt de gegevensopslag niet naar behoren.
4.4 TELEMETRIE
Telemetrische gegevensverzameling bestaat uit het registreren van de grondwaterstand met een sensor waarna, eventueel via een datalogger voor lokale opslag in de peilbuis, de gegevens via een telecommunicatieverbinding worden verzonden naar een hoofdpost. Dit kan real-time gebeuren of met een vooraf ingesteld tijdsinterval, bijvoorbeeld eens per dag. Voor telemetrisch meten is weinig arbeid nodig. Minimaal twee keer per jaar, maar optimaal vier keer per jaar dienen de fysieke peilbuizen gecontroleerd te worden op de juiste werking. De frequentie waarmee een meetpunt bezocht moet worden, is daarmee gelijk aan meetpunten waar met behulp van dataloggers wordt gemeten (zie ook paragraaf 4.5).
Naast inzicht in de grondwaterstand, de grondwaterdynamiek en het maximale bereik, is het bij sommige telemetrische systemen mogelijk op afstand inzicht in zowel de grondwaterstand als de werking van de datalogger te krijgen en de instellingen (meetfrequentie, verzendfrequentie) op afstand te wijzigen.
Telemetrische meettechnieken bieden meer mogelijkheden en flexibiliteit dan autonome dataloggers:
• Doordat de werking van telemetrische meetpunten op afstand gecontroleerd kan worden, wordt dataverlies verminderd. Wanneer een autonome datalogger die vier keer per jaar in het veld wordt uitgelezen defect blijkt, kunnen de meetgegevens van drie maanden ontbreken
• Wanneer de meetfrequentie en de verzendfrequentie op afstand instelbaar zijn, kunnen bij bijvoorbeeld werkzaamheden, bemalingen of peilveranderingen de meet- en verzendfrequentie worden opgeschroefd. Ook zijn grenswaarden in te stellen waarbij automatische meldingen worden verstuurd bij niveauoverschrijdingen. Het systeem is actueel en flexibel
FIGUUR 4.8 TELEMETRIE GEÏNSTALLEERD IN STRAATPOT (RECHTS) EN ROUTER (LINKS) (BRON: WARECO)
Het benodigde stroomverbruik voor telemetrische apparatuur is een aandachtspunt. Afhankelijk van het bereik en de instellingen kunnen de batterijen een tot drie jaar meegaan. Verkeerde instellingen of een zwak netwerkbereik kunnen leiden tot hoog stroomverbruik en een korte levensduur van de batterij. Het netwerksignaal kan in het veld worden bepaald maar kan fluctueren tussen de seizoenen (relatief sterk signaal in de winter, relatief zwak signaal in de zomer). In geval van slecht bereik kan een grotere antenne geplaatst worden. In gebieden vlakbij de landsgrens moet rekening worden gehouden met ‘roaming’ tussen het Nederlandse en buitenlandse netwerk. Dit kan leiden tot gegevensverlies, hoge communicatiekosten en verhoogd stroomgebruik. Geadviseerd wordt om ‘roaming’ in grensregio’s uit te schakelen op het instrument. Stalen schutkokers zijn niet bruikbaar bij gebruik van een telemetrisch systeem omdat ze de communicatieverbinding blokkeren. Real-time grondwaterstandmonitoring
Real-time grondwaterstandmonitoring houdt in dat de meetpunten worden voorzien van meetapparatuur waarmee draadloos en continu de grondwaterstand gemonitoord wordt. Hiermee zijn de actuele grondwaterstanden altijd en overal online beschikbaar, waardoor permanente bewaking van de grondwaterstanden mogelijk wordt. Ongewenste verlagingen/ verhogingen van de grondwaterstanden worden gesignaleerd en er kan direct worden ingegrepen. Real-time grondwaterstandmonitoring wordt bijvoorbeeld toegepast wanneer bebouwing nabij werkzaamheden gevoelig is voor verstoring van het geotechnisch evenwicht als gevolg van grondwaterstandverlagingen.
TABEL 4.5 VOOR- EN NADELEN TELEMETRISCHE SYSTEMEN
Voordelen Nadelen Storingen zijn snel te detecteren
waardoor dataverlies wordt verminderd
Mogelijkheid tot alarmering
Extra kosten voor apparatuur Meer onderhoud: vervangen accu’s
Stalen schutkokers kunnen signaal verstoren (tenzij gebruikgemaakt van antenne)
Om goede werking te garanderen dient een telemetrische lokatie even frequent bezocht te worden als een niet-telemetrische lokatie