Relatie tussen chemische samenstelling en beweging van het grondwater in de Achterhoek

rLTUURTECHNIEK EN WATERHUISHOUDING NOTA 406, d. d. 9 augustus 1967

Relatie tussen chemische samenstelling en beweging van het grondwate r in de Achte rhoek

J. J. de V ri e s

Nota's van het Instituut zlJn in principe interne communicatiemid-delen, dus geen officiële publikatie s.

Hun inhoud varieert sterk en kan zowel betrekking hebben op een eenvoudige weergave van cijferreeksen, als op een concluderende discussie van onderzoeksresultaten. In de meeste gevallen zullen de conclusies echter van voorlopige aard zijn omdat het onder-zoek nog niet is afge sloten.

Bepaalde nota' s komen niet voor verspreiding buiten het Instituut in aanmerking.

- 1

-De cheLlische samenstelling van het grondwater is een ~·;eerspiegeling

van zowel de chemische sanenstelling en eigenschappen van het milieu waarin het water zich bevindt, als van de geschiedenis van dit 1mter. De levens-loop nu, van het grondlvater Hordt voornamelijk bepaald door de waterhuis-houdkundige toestand van het betreffende gebied.

In een gebied als de Achterhoek, .laar de vratervoerende formaties voor-namelijk uit grove grindrijke zanden bestaan, en grote verschillen in samen-stelline: van de "ratervoerende sedimenten dus ontbreken, kunnen veranderingen in de chemische samenstelling van het grondwater in ruimtelijke zin, een bijdrage leveren tot het inzicht in het patroon van de grond,mterstroming.

De chemische gegevens zijn ontleend. a':111 ee:1 groot aantal analysen van watermonsters, die uitgevoerd zijn ten behoeve van grondwaterexploitatie en het geo-hydrologisch onderzoek van het Instituut voor Cultuurtechniek en Waterhuishouding.

Momenteel zijn 158 volledige analysen beschikbaar en rUlm 100 minder volledige. Een deel van dezG laatste groep is slechts onderzocht op chloor, sulfaat en bardheid. De analysen zijn voor een deel uitgevoerd op het labo-ratorium van het Rijks Instituut voor Drinkwatervoorziening in Den Haag en voor een deel in het '\iaterleiclinglaboratorium Oost' te Doetinchem.

I. "\0TATERVOERENDE FORMATIES (5)

Figuur 1 geeft een schenatisch geologisch oost-west profiel door de Achterhoek. Zoals uit dit profiel blijkt liggen in het oostelijk deel van de Achterhoek slecht doorlatende kleien en fijne, slibhoudende zanden van Tertiaire ouderdom a~~, of tot vl~~ aan het oppervlak.

Dit Tertiaire plateau strekt zich naar het "Testen uit tot ongeveer de lijn Aalten-Lichtenvoorde-Groenlo. Westelijk van d.eze lijn duiken deze slechtdoorlatende formaties ves tot een diepte van meer dan

60

m beneden maaiveld in de omgeving van de IJssel.

In dit westelijk gebied J.igt op het Tertüdr een pakket van ongeveer 30 m matig fijn tot midd.el grof, grindhoudend zand van fluvioglaciale en fluviatiéle oorspronG'

De fluvioglaciale 2.~'zet~tinGi2n r·.:;il;:c2 tot ongcyct:;r N .. A.P. " t ... ,rwi,i' boven.lç,ant van de de:.al'cpvolgende Formatie van Kreftenheye op een ni

ongeveer 12 m + N.A.P. is gelegen.

Dit grove pakket wordt overdekt door een laag dekzand, dat bestaat uit fijn, soms slibhoudend zand van eolische oorsprong. De dikte van dit afdek-kend.e pakket neemt vanaf de plateaurand naar de IJssel en de Oude IJssel van meer dan 10 m tot nihil af. Dit veroorzaakt een algemene naar het wes-ten gerichte helling van het maaiveld van ongeveer 1:3000.

Hierbij dient opgemerkt te worden dat in het centrum van de Achterhoek (hiermee wordt in het vervolg bedoeld het gebied gelegen tussen Ruurlo, Hengelo en Zelhem) deze helling praktisch nul is, terwijl er zelfs hier en daar een lichte stijging var! het maaiveld in westelijke richting optreedt.

Verder strekt zich van Zelhem in de richting van Aalten een smalle stuifrug uit die enkele meters boven de omgeving uitsteekt. Hierop is, hl1l-verwege Varsseveld en LiChtenvoorde, het natuurreservaat 'de Vennebulten' gelegen.

Naast deze, slechts ger1ng relief vertonende Jong-Pleistocene afzet-tingen, komen nog resten Oud- en Midden-Pleistoceen voor, en wel enerzijds als zogenaamde gestuwd. Preglacil1al in de stuwheuvels (Montferland, Lochemse berg en stu1ywal van Neede), anderzijds als erosieterras op de rand van het Tertiaire plateau(Formatie van Sterksel/Enschede).

Ook deze formaties zijn voor het belangrijkste deel grofzandie.

Samenvattend kunnen we stellen dat in de Achterhoek de volgende water-voerende formaties een rol spelen:

Formatie Format ie van Sterksel/Enschede Formatie van Kreft enheye Fluvioglaciale afzettingen Gestuwd Preglaciaal Oorsprong fluviatiel (Midden-Pleistoceen) fluviatiel (Jong-Pleistoceen) smeltwaterafzetting (Jong-Pleistoceen) fluviatiel (Oud- en Midden-Pleistoceen) Ligging in m N.A.P. (benadering) 30 m+ N.A.P. tot N.:\.P. 12 m + N.A.P. tot N.A.P. N.A.P. tot 50 m

-

N.A.P.

"

,

3

-Ir. HYDROLOGIE

1. Grondwaterstroming en totaal elektrisch geleidingsvermogen van het grond-water

Verloop van de isohypsen van het diepe grondwater

---Kaart 1 toont het verloop van de isohypsen van het diepe grondwater, dat wil zeggen grondwater waarvan de stijghoogte bepaald is in een waarne-mingsfilter dat meer dan 5 m beneden oaaiveld is gesteld.

Uit deze kaart blijkt dat het grondwater zich beweegt vanaf het Ter-tiair plateau in westelijke en zuid-westelijke richting naar de IJssel en de Oude IJssel.

De algemene helling bedraagt ongeveer 1:3000 en kamt dus overeen met de helling van het maaiveld. In aanmerking genomen een gemiddelde doorla-tendheid van het watervoerend pakket van 3000 m2/dag, betekent dit een on-dergrondse afvoer naar beide rivieren van ongeveer 12 • 10

6

m3/jaar of 0,05 mm/dag

(8).

Deze circulatie die beheerst wordt door de algemene terreinhelling zou men een regionaal stroomsysteem kunnen noemen.

Het neerslagoverschot van 250 mro/jaar, komt dus praktisch in haar ge-heel V1a sloten en beken tot afvoer. De stroombanen die tot deze lokale stroomsystemen behoren zullen in het algemeen minder diep in de ondergrond doordringen dan de stroombanen van het regionale systeem.

Als 3e stroomsysteem kunnen we onderscheiden de stroming die begint in relatief hooggelegen gebieden als stuwheuvels en dekzandruggen. Deze ge-bieden kenmerken zich door een relatief hoge grondwaterpotentiaal, tenge-volge waarvan zij een neergaande stroming te zien zullen geven en dus be-schouwd kunnen worden als lokale infiltratiegebieden. In de omgeving van terreinculminaties zal het diepe grondwater dus relatief jong water toege-voerd krijgen.

Totaal elektrisch geleidingsvermogen (E.C.)

---Uitgaande van de algemene regel dat, naarmate het grondwater een lange-re weg heeft afgelegd, haar totale ionenconcentratie zal toenemen, lijkt het waarschijnlijk dat de aanwezigheid van bovengenoemde stroomsystemen

van de E.C. van het grondwater.

Op kaart 2 is het verloop van de E.C. van het grondwater ~n de fluvio-glaciale afzettingen en het gestuwde Preglaciaal weergegeven. Van de plateau-rand naar het centrum van de Achterhoek neemt de E.C. af van meer dan

500 ~ mho tot minder dan 300 ~ mho. Van het centrum naar de IJssel neemt de E.C. weer toe tot meer dan 500 ~ F~O. Verder vertoont ook het water in de stuwheuvels een lage E.C.

De verklaring van dit patroon is waarschijnlijk dat het water nabij het Tertiair plateau beïnvloed is door de Tertiaire Kleien en langs de op-pervlakte afstromend verontreinigd water. Verder naar het westen treedt een zekere verdunning op door menging met infiltrerend neerslagoverschot. In het centrum van het gebied en in de stuwheuvels wordt door de hoofdzakelijk neergaande stroming het grondwater als het ware ververst.

Door deze toevoer van bovenaf naar het grondwater treedt vanaf deze infiltratiegebieden naar de IJssel en de Oude IJssel geen infiltratie meer op en wordt het water weer ouder, tengevolge waarvan de E.C. weer toeneemt. Zo ligt ten westen van Hengelo een kwelzone, waardoor dit gebied zelfs in de zomer met wateroverlast heeft te kampen

(6).

Nabij de IJssel neemt de E.C. zeer snel in westelijke richting af. Hier ontmoeten het water dat afkomstig is uit de Achterhoek, en water dat uit de Veluwe-stuwwal komt, elkaar.

Bovenstaande gedachtengang wordt ondersteund door het merkwaardige ver-loop van de grondwaterisohypsen tussen Ruurlo en Zelhem. Hier neemt het aan-tal stroomlijnen per oppervlakte-eenheid snel toe. Aangezien echter de door-latendheid van het watervoerendpakket van het gebied tussen Ruurlo en Zelhem naar de omgeving van Hengelo slechts afneemt van ongeveer 4500 m2/dag tot 3500 m2/dag, moet dit betekenen dat de intensiteit van de diepe grondwater-stroming (dus van het regionale stroomsysteem) in dit gebied toe~eemt. Dit is slechts mogelijk wanneer er water van bovenaf naar dit systeem wordt toe-gevoerd.

Teneinde enige indruk te verkrijgen omtrent de orde van grootte van de-ze infiltratie, is van een vierkant gebied van 64 km2 , gelegen tussen Ruur-lo, Hengelo en Zelhem een grondwaterbalans opgesteld volgens de volgende vergelijking:(kaart 1)

5

-Infiltratie = totale ondergrondse afvoer - totale ondergrondse tocvcc~>,

(Hierbij is eventuele bergingsverandering buiten beschouwing gelaten) In formule: lIierin is: L h m h 1 t/m h4 k l D1 k 2D2 I

de zijde van het vierkant

=

8000 m

de potentiaal in het midden van het vierkant de potentialen aan de hoekpunten van het \"ierkout

2 de doorlatendheid tussen hl en h₂

=

4500 m Idag de doorlatendheid tussen h3 en h4 = 3000 m2/daG de infiltratie

Dit toegepast op de figuur l i l kaart 1 levert:

I

=

0,8 mm/dag

Dit betekent dat pr~~tisch het gehele neerslagoverschot hier door de diepere ondergrond in de richting van de IJssel en in mindere mate naêX de omliggende beken verdwijnt. Dit in tegenstelling tot het afvo~rproces in het overige deel van de Achterhoek (uitgezonderd de stuWIvallen) vaar het overgrote;; deel van het neerslagoverschot via de sloten \wrdt afgevoerd, ter'vijl de rest ondergronds direct naar de, in deze gebieden op kortere af·~

stand van elkaar gelegen, beken verdwijnt.

Als oorzaken van de aanwezigheid van relatief jong grondvTater kamen dus genoemd worden:

a. Sterke infiltratie naar het diepe grondwater door het ontbreken v_~

afvoer naar sloten.

b. Relatief grote afstand tussen de beken waardoor de stroo:lbane11 7,~',r'

dit infiltrerende water naar de diepere ondergrond kcm cloor(:riJl':>':~',

In het volgende zal getracht worden dit verband enigszins klT':ncit'J.tie: Vleer te geven.

2. Relatie tussen infiltratiesterkte, beekafstand en ouderdom van het grondwat er

Voor een symmetrisch drainagepatroon geldt voor ieder punt van een stroomlijn dat zijn afstand tot de waterscheidins xt zich verhoudt tot de afstand van het beginpunt van de betreffende stroomlijn tot de waterschei-ding x , als de verhouwaterschei-ding van de dikte D van het watervoerend p~~et tot

o

de afstand van het beschouwde punt tot de ondoorlatende basislaag Zt

of

of = x D

o

De stroomsnelheid in de x-richting is:

1 dn

Vx

=

_(...::..::l.)

Sdx

_x

1 horizont

=

S ·

q D

hierin lS:

S

het poriënvolume

q het debiet

Wanneer

N

het neerslagoverschot is, dan geldt:

verder is: (2) en (3) Integratie tussen

x

0

x

_t aD

I

N

x

0

Vx

=

Nx

BD dx

Vx

= -dt dt _{= -}SD dx

Nx

en xt ' t

.ldx

=

x

en t levert: 0 t

I

dt 0 (2)

(1) en

(4)

.. 7

-z

=

D e -t Nt

SD

e - Nt

SD

(4)

Met

(4)

en

(5)

is dus een uitdrukkin~ gevonden die het verband tussen afgelegde afstand, tijd., diepte, beakafstand en afvoersterkte weergeeft"

Voor het grootste deel van de Achterhoek is de afstand tussen de g:'Cl~-,e

beken gelegen tussen 3000 en 6000 ill, en bedraagt de ondergrondse afvoer Uë2T deze beken ongeveer 0,3 mm/dag.

Echter in het centrum van de Achterhoek bedraagt de afstand tussen d'2 omringende beken ongeveer 12 000 m, terwijl uit het voorgaande blee~\. dat bijna het gehele neerslagoverschot van 0,8 mm/da[S naar deze beken (of na,[,:. de IJssel) draineert.

Hanneer we deze gegevens op de bovenstaande formules toepassen dan krijgen

"re

voor de diepte waarop het naar de beken drainerende water dO-Jr·· dringt, en de tijd die het \later nodig heeft om deze diepten te bereiken) de volgende cij fers :

Ondergrondse afvoer

Beakafstand naar de beken Diepte .• ill. v. N in rmn/jaar

3 000 m 80 35 m

6 000 m 80 37 m

12 000 m 240 39 m

Hierbij is van het volgende uitgegaan:

De ondoorlatende basislaag is~rp

40

m - ill.V. gelegen = 0,4 x

=

100 m o (poriënvolume) Tijd 300 jae.r 500 jaar 200 jaar

Uiteraard is de absolute waarde van bovenstaande cijfers niet groot, doch relatief geven zij een beeld van het afwijkende kn.rakter van het ge-bied rond Hengelo en Zelhem.

In het regionale stroomsysteem geldt voor de stroomsnelheid de volgende formule:

v

=

kiB

hierin is: V de stroomsnelheid in ru/dag

i de gradiënt van de potentiaal

=

1: 3000 k de doorlaat factor

₌

50 m/dag

B

=

0,4

Hieruit volgt V

=

15 m/jaar. Dit betekent dat het diepste grondwrr~cr

onder het centrum van de Achterhoek een ouderdom van ongeveer 1000 jaa:::-heeft.

Met behulp van bovenstaande gegevens is een theoretisch stroomlijnen-patroon langs een oost-west profiel samengesteld. Hierin is ook de

oude:.:-do~ van het grondwater volgens bovenstaande berekening aangegeven (fig.

2).

Teneinde de in figuur 2 voorgestelde hypothese nos eens met behul:;J von

?~dere fysische grootheden te testen, werden in april 1967 verticale tempe-ratuurgradiënten in waarnemingsbuizen in hoge, middelhoge en laag gelegen gebieden opgenomen. De gedachte achter deze waarnemingen zijn de volgende: Aang8zien infiltratie van overtollige neerslag voornamelijk in de winter plaatsvindt, moeten gebieden met relatief sterke, en diepe doordringende infiltratie gekenmerkt worden door een diep doordringen van de lage tempe-raturen van de winterneerslag.

De volgende gebieden werden beschouwd:

a. Kloosterbos (centrum Acht2rhoek) - grondwaterstand b. Baak (nabij Steenderen) - :;rondwaterstand

1,50 In - m.v. 1,00 m - !'l.V. c. 'De VennebuIten' (nn.bij Varsseveld) - grond'vaterstand 1,00 n - m.v. d. Boringen M168, IvI174(tussen Zelhem en Varsseveld) - grondwaterstand

0,40 In m.v. e. Lichtenvoorde IX - grondwn.terstand 0,40 m - m.v.

9

-In figuur 3 zijn de vTaarnemingen weergegeven. Inderdaad blijkt duidc;. lijk dat, terwijl onder de la3e gronden reeds op 10 m - m.v. een tempera--tuur van 100_{C bereikt wordt, onder het gebied van het Kloosterbos zelfs ü )}

20 m diepte de temperatuur nog maar 9,2oC bedraagt. De middelhoge gebieden nemen een tussenpositie ~n.

Om verschillen in temperatuurgeleidingsvermogen te kunnen elimineren zullen deze waarnemingen gedurende een jaar worden voortgezet.

Uit bovenstaande gegevens mogen .. Te wel concluderen dat kleine relief-verschillen een grote invloed kunnen uitoefenen op de beweging van het grondwater. Een geringe maaiveldsverhoging doet de bergingscapaciteit van een gebied toenemen. Door deze bufferwerking kan een groot deel van het vrinterneerslagoverschot l i l de zomer worden afgevoerd. Deze vertraagde af-voer maakt het mogelijk om bijna het 3ehele neerslagoverschot via de diepe-re ondergrond naar de diepe-relatief ver afgelegen beken en riviediepe-ren af te voediepe-ren.

Voor de Achterhoek bedraagt het verschil tussen zomer- en wintergrond.va-terstand globaal 75 cm. In het centrum is dit verschil ongeveer twee maal zo groot ( 6) •

lIl. CHEMIE VAN HET GRü:'mWATER

1. Chemische samenstelling van het grondwater uit de verschillende formaties

---In figuur

4

is de gemddclde chemische samenstelling van het grondua-ter in mg/l in een diagram '·leergegeven. Ter vergelijking is ook de samen-stelling aangegeven van enkele monsters die westelijk van de IJssel zijn genomen, alsmede een monster uit het Marien Mioceen van het Tertiair pla-teau en een watermonster uit de boring Bao.k VIII, waarin een zeer hoog chloorgehalte werd aap.getroffen. Waarschijnlijk betreft dit laatste monster fossiel zeewater, 2"fkomstig uit een rest Marien Icenien (Oud-Pleistoceen) waarvan de aanwezigheid i'î een nabijgelegen bo}~ins .,erd aangetoond (3).

Een dergelijk soort water ,.,erd aangetroffen in boring M188, gelegen op 3 km ten westen van Lochem.

Teneinde de verschillen ln karakter van de diverse soorten water te kunnen vergelijken, is è.e s?..menstelling nog eens iveergegeven in een zogena8llld

Piper-diagram (figo

5).

Hierin stelt elk punt de s8rr!enstelling van een watermonster voor in procenten r:lilliequivalenten.

Uit deze figu'L'_r blijkt dat het 'Vrater uit de fluvioglaciale afzettingen secundaire alkJlliniteit \Ccrtoont (aardalkaliën in evenwicht met de zwakke

zUr':,n). _~)it.z(;lfd_," karakter toont het water uit het Marien r1ioceen

Het vTater uit de Formatie van Sterksel/Enschede daarentegen vertoont kenmerken v~n secundaire saliniteit dat wil zeggen een toestand waarbij de aardalkaliën ,_'?uerzijds een evenwicht vormen met de sterke zuren en ander-zijds de zvTakke zuren overheer3en.

De stuwheuvels (gestuwd Preglaciaal) vertonen een soort tussen-posi-tie, waarbij een overheersing van bepaalde soorten ionen niet duidelijk aan-wezig is.

Tenslotte overheerst 1n de analysen Baak VIII en M188 het evenwicht tussen natrium. en chloor, hetgeen primaire s3.liniteit betekent (zeewater-type) •

In figuur

4

valt verder op dat het water afkomstig uit ,Jong-Pleistocene formaties een hoger calciumgehalte bezit dan het water uit de Oud- en Mid-den-Pleistocene formatic~s. hetgeen geheel in overeenstemming is met het verschil in kalkgehalte tussen beide sedimenten.

Hierbij moet opgcmerl:t worden dat het imter uit de 'fluvioglaciale af-zettingen westelijk van de IJssel' haar oorsprong vindt in de Veluwe-Stuw-wal.

Verder kenmerkt dit laatstgenoemde water zich door een relatief hoog magnesium- en een relatief laag sulfaatgehalte.

In tabel zijn de volledige chemische analysen van de in fi~uur

4

en figuur

5

weergegeven monsters opgenomen.

2. Veranderinl3en in de chemische samenstelling van het grond\vatcr 1n hori-zontale zin

Totale hardheid

Zoals in kaart 2 voor het water uit de fluvioglaciale afzettingen cn het gestuwd Preglaciaal het verloop van de

E.C.

is weergegeven, geeft kaart 3 het patroon van de totale hardheid 1n deze formaties. Duidelijk blijkt de

- 11

-In t~aart

4

is het verloop V2.n het percentage sulfaat ten opzichte van het percentage chloor in milliequivalenten weergegeven. Ook van deze groot-heid lijl:t het patroon op dat van de E.C., echter hier ligt het gebied raet het laagste verhoudingsgetal iets oostelijk van het centrum. Zoals later zal blijken wordt hot patroon voornamelijk bepaald door veranderingen ~n het sulfaatgehalte, zodat het gebied tussen Zelhem en Borculo gekenmerkt wordt door een lM.tj ::mlfaatgehalte.

Verder zi,in in kaart

4

de extreem hoge ijzergehalten dat wil zeggen neer dan 10 mg/l, aangegeven. Direct valt op dat in de Achterhoek een laag sulfaatgehalte samengaat met een hoog ijzergehalte.

In figuur

6

is het verband tussen ijzer en sulfaat ln een frequentie-diagram weergegeven. Ook hierin blijkt dat hoge ijzergehalten plegen samen te gaan raet lage sulfaatgehalten en omgekeerd.

Het li€:,rt voor de hand deze ijzer-sulfaatrelatie toe te schrijven aan reductieverschijnselen. Ir;:uners onder reducerende omstandigheden wordt ener-zijds sulfaat onder invloed van sulf8_·g,t-reducerende bacteriën omgezet in sul-fiQe, anderzijds echter is in een 3e~educeerd milieu het oplosbare tweewaar-dige ijzer stabiel

(2).

DeZé: gedachteng2.ng wordt nog ondersteund door het feit dat het kalium-permanganaatverbruik voor het water waarvoor geldt:

so~

---'+ meq/l < 0,4 ,

Cl-gemiddeld 17 mg/l bedraagt, tenvijl het water uit dezelfde omgeving waarvan het sulfaatgehalte hoger lS een gemiddeld kaliumpermanganaatverbruik van

11 r:.lg/l te zien geeft.

Overwegende dat op grotere ::liepten ln meerdere mate reducerende omstan-diGheden zullen heersen den meer aan de oppervlakte, is in figuur

7

een frequentieverdeling weergegeven die het voorkomen van verschillende sul-fae,tklassen aangeeft in water gelegen tussen 5 m - m.v. en 15 m - m.v. en ,-rater dat zich op meer dan 15 m - m.v. bevindt.

Hieruit blijkt dat terwijl in het diepe grondwater het sulfaatgehalt'3 normaal verdeeld is, het ondiepe grondwater een top vertoont in de hoogste

sulfaatklasse •

(Voor de figuren 6 en 7 is gebruik gemaakt van alle beschikbare analy-sen, ongeacht de geologische formatie).

Te~lille van de duidelijkheid is het water uit de Formatie van Kreften-heye in figuur 5 niet opgenomen, echter uit figuur 4 blijkt wel dat dit water in karakter geheel overeenkomt met het water uit de fluvioglaciale afzettingen.

In een 8-tal boringen (gelegen tussen de plateaurand en het centrum van de Achterhoek) is zowel een watermonster uit het diepe pakket, (meest fluvioglaciaal) als uit de (ondiepe) Formatie van Kref'tenheye genomen. In verband met het bovenstaande (fig. 7) is het goed deze monsters eens te vergelijken:

Boring --: meq/l

8°4

Fe mg/l

Cl F'ornat:ie van

diepe pakket Formatie van diepe pakket

Kreftenheye Kreft enheye

M 68 0,30 0,33 4,1 7,2 M 73 1,33 0,82 4,0 6,2 M150 1,20 1 , 19 2,7 6,2 M153 0,89 0,73 4,5 5,8 M158 1,19 0,57 6,5 7,1 M166

1,55

0,67 5,9 6,3 M139 0,30 0,27 6,4 7,6 M154 0,88 0,67 7,8 8,8 Gemiddeld 0,94 0,66 5,2 6,9

Ook uit deze cijfers blijkt het verband tussen diepte, sulfaat en ijzer.

- 13

-Chemisch profiel van de Achterhoek

In de figuren

8

en

9

is een gemiddeld chemisch profiel van de plateau-rand naar de IJssel "reergegeven. De ionenverdeling op een verticale lijn stelt dus de geniddelde chemische samenstelling voor in een noord-zuid ver-lopend traject.

De s8~enstelling van de monsters die in deze profielen zijn verwerkt zijn samengebracht in tabel 1.

Figuur

8

In dit profiel is de chenische s~enstelling van het grondwater ~n

mg/l voorgesteld.

Hieruit blijkt dat in de fluvioglaciale afzettingen de concentraties yan alle ionen analoog aan elkaar verlopen, zodat dus in het centrum van het gebied alle ionen een mininF:: concentratie te zien geven.

Apart is in dit profiel de sé"J:n.enstelline; van het grondwater met laag sulfaatgehalte aanis8f,even. Duidelijk bli,ikt dat alleen sulfaat een concen-tratie vertoont die niet overeenkomt met de plaats die dit water in het profiel heeft. Ook hieruit kan men concluderen dat sulfaat beïnvloed is door verschijnselen die 'le andere ionen onberoerd heeft gelaten.

Figuur

9

Hierin 1.S het gemid.lelde verloop van de chemische samenstelling weer-gegeven in procenten-milliequi valenten. Hier,loor komt in dit profiel de ver-andering in het karakter van het 1iater tot uiting.

Kenmerkend voor dit profiel is dat naar het centrum van het gebied het percentage natrium, chloor en sulfaat afneemt, terwijl het percentage calcium, magnesium en bicarbonaat toeneemt. Verder heerst in het centrum een toestand waarbij calciuL'1 en bicarbonaat ten naaste bij met elkaar in evenwicht zijn. Ook in figuur

5

is deze toenrua8 van het 'calcium-bicarbonaat-karakter' van het grondwater met de laaeste E.C. duidelijk te zien.

Dit resultaat is DreC1.es t.egengesteld aan wat GISCHLER (1) constateer-de in constateer-de Pleistocene afzettingen in Friesland, Drente en Groningen. Hier bleek juist bij toenemende E.C. (in het traject 0-750 ~mho) het 'calcium-bi-carbonaat-karakter' van het gron'11-Tater toe te nemen. De oorzaak van uit ver-schil ligt waarschijnlijk in het feit dat GISCHLER' S studie voornamelijk berust op 'Ifater dat afkomstig is uit Midden- en Oud-Pleistocene formaties die in het algemeen een geringer kalkgehalte bezitten clan de Jong Pleistocene

seè.imenten, Ivaarmee we hier te maken hebben.

Bij de figuren 8 en 9 dient opgemerkt te ,wrden dat de monsters met laag sulfaatgehalte die apart zijn aangegeven, ook normaal in het profiel lD de betreffende E.C.-klasse 7.ijn opgenomen.

1e. Het grondwater in de Oud-Pleistocene formaties onderscheidt zich van dat uit de Jong-Pleistocene formaties door een geringer calciumgehalte, het-~~ecn oYereenGtc':Jl.t met het geringere ~;:alkgehalte van de oudere sedimenten. 2e. Het lage elektrische geleidingsvermogen van het grondwater in de fluvio-glaciale afzett ingen in het centrlL"'U van de Achterhoek wij st Ol' de aamrezig-heid van relat ief jong water, du':; 0:,) infil trat ie. De aamlezigheid van een

belangrijke neerga2.nde com:::,onent in de grondwate!'stroming in dit gebied vordt bevestigd doer het .rerIoo:;) van de isohypsen van het grondwater en het verloop van de vertica18 teuperatuurgradiënt.

Dit betekent dat geringe reliefverschillen ln het maaiveld, grote ln-vloed kunnen uitoefenen 'Jr de uaterhuishouding.

3e. In dit infiltratiegebied vertoont het grondwater een relatieve toename e.an calcivm-bicfirbone.at en ,:;cn relatiev~ o.fn:'1l!le v:an d(,j sterke zuren.

40. In het algemeen vertonen de veranderingen in concentratie van de ver-schillende ionen in hetzelfde watervoerende :;?akket eenzelfde patroon. Alleen sulfaat vormt hierop een uitzondering.

Gezien het feit dat bij een afname van het sulfaatgehalte een toename van het ijzergehalte en een toename van het kali~ermanganaatverbruik cp-treedt, lijkt het gerechtvaardigd om anomaliën in het sulfaatgehalte e.,c,n

reductieverschijnselen toe te schrijven. Deze gedachtengang wordt onder-ste~~d door het feit dat in het algemeen het sulfaatgehalte naar de diepte afneemt.

15

-Literatuurlijst

1. GISCHLER, C.E. (1967). A semi qualitative study of the hydrogeology of the North Netherlands,Thesis Leiden.

2. Hm4, J.D. (1960). Some chemical relationships arnong sulfur species and dissolved ferr8 ionen. Geol. Survey ~vater-Supply paper 11f59-c. Hashington.

3. REES VELLINGA, E. VM~ en N.A. DE RIDDER (1965). Een vondst van Marien Icenien in de Achterhoek.Geol. en Mijnbouw 44 p. 345

4.

( 1965). Het gehalte aan ij zer in het diepe grondwater van

het Peelgebied en de naaste omgeving. Med. no. 85. I.C.W.-Wageningen.

5.

RIDDER, N.A. DE (1966). De geo-hydrologische gesteldheid van de Achter-hoek. Nota no. 344 I.C.W.-Wageningen.

6.

REUTER, K.N. en J.J. KOUV~ (1958). De landbouwwaterhuishouding ~n de :;?rovincie Gelderland. C.O.L.N.-T.N.O.

7. SCHOELLER, H. (1962). Les Eaux Souterraines. Masson •

8. VRIES, J.J. DE (1967). De geo-hydrologische gesteldheid van de Achterho2k en de consequenties van toenemende grondwater\Tinning. Nots nr. 390 1. C • W • -Wageningen.

Zevenaar

o

OD;dam \' 'ti, _~, ".,. Mont~rland \"~" \' ~ ~ -:;:: ~ ~

!

_,- I'I/I///'(''VI' {..- ,,~\ ... r-! • '1IIj!J... 's-Heerenberg

o

2 4 6 km

Isohypsenkaart van het diepe grondwater

20 22 24 d.d. 2'8 - 4 - 1966

...

..

o

Vreden

...

~ ~

...

o

WINTERSW!JK ". DUITSLAND terrasrond ....,...---6 contourlijn 6 m + N.A.P.

Zevenaar

o

KAART 2 :

Totaal

elektrisch geleidingsvermogen CE.C.)

van het diepe grondwater (>15 m - mv.)

( fluvio -glaciale - en gestuwde preglaciale

afzettingen)

•

,

+ t

•

.

~.~ ...

.

.,. . . . r . . . " " ,

....

-t .. ',,-• ,.

....

."

'1'''

...

Vr.dtm "

~"'0 -terrasrand

-D

... < 300 "MmhO$/ cm

rm

300-400

"

~

400-500 _" _ _ c

(

~ ~ _{> 500 .,} "

...

~,.,

,.

0 2 4

;"

lU ,~ ~ . -6 km • 4~"

,

,

•

•

...

'

.

'

...

'

...

i ' ; ~+ • .,...

"...

·

0

Vr_den

"'

.

.

""\

..

.

,

~

~

...

.

=

..

c

.

-..

..

r

IZZJ

~

/

/

m

J terrasrand < 10°0 10 -15" > 15 "

en c (l)

,

lO

"

-r

(

c 0

,

lil 0 QI

...

'IJ IJ IJ en E ~

"

GJ Ö

....

> "0 E s::. CII en Cl) '-ci Ó ti Cl) N V ~ 1\

--Ó

~

Baak Hengelo Kloosterbos

~ • Ze/hem

.

•

-N.Ä.P.

o

2 4 6 km

Vereenvoudigd geologisch profiel van de Achterhoek

Ruur/fJ ~ afzettingen E

r

;

,:

J

tijnzandige d~klQgen m 40 .20 NA.P.

I:

:

: :

.

:1

gro1zandlge en grindhoudende formatIes .,.,..,...,..,. afsluitende 01 slecht doorlatende bosÎslaog

FIG. 2

Hypothetisch stroomlijnen-patroon door de Achterhoek

ONDERGRONDSE AFSTROMING NAAR BEKEN:

ca': 200 mm I jaar ca. 80 mm !jaar

w

E

Ussel

a. Cl) "0 Cl) :J 3 3 < 5 10 15 20 25

Verticale temperatuurgradiënten rn het grondwater van enige

boringen in de Gelderse Achterhoek d.d.18 april 1967

temperatuur in

oe

7 8 9 10 '0

x~

"

_{... 0 .... ,} .... ,

_,

\

o

x\ \

1

x

\

\.

'\

_•

-x-x-

Kloosterbos , het gemiddelde van 2 filters

grondwaterstand 1.50m - maaiveld

-e - e - VennebuIten en Baak I het gemiddelde van

2 filters

grondwaterstand 1.00 m - maaiveld

-0---0- het gemiddelde van de filters in de

boringen M1681 t..-1174 en Lichtenvoorde IX

mg/l 1000 100

50

10 5 FIG. 4

De gemidd Ide chemische samenstelling van het grondwater in de verschillende

formaties

~--..

.

--

.

-o.

Cl so= ₄ HCOj

Marlen Mioceen (Tertiair plateau),1 monster

\

\

\

Co"

b. Formatie van Sterkseli Enschede (terrasrand ), 7 monsters stuwheuvels (MontterlandJ Lochemerberg ), 8 monsters

x fluvlo-glociale afzettingen,5B monsters

\ \

Mg"

0 " "

" I

(westelijk van de Ussel), 3 monsters

• Formatie van KrettenheiJe, « 15 m - mv.) I 8 monsters o BOring Baak ~

; ' /

c 0 :::J

,..

~ '3 0 ::J \11

,..

«I '"'] VI

..

B 15 19 11 8 7 Gelderse Achterhoek 8 + A 8

o

Marien Mioceen stuwheuvels

fluvio - glaciale atz.

oostelijk v. h. centrum

E.C. 500 - 650 ...u.mhos 11uvio - glaciale a1z

oostelijk van het centrum

E.c. 350 - 500l"mhos

C fluvio -glaciale afzettingen

in het centrum E.C. <350 ~mhos

o fluvio - glaciale afzettfngen

westelijk van het centr um

E. C. 350' -500 ./"mhos

• fluvio-glaciale afzettingen

westelij/( van het centrum

E.C. 500 - 650 ....u.mh05 \ C Je 1-. 100

0' •

von het diepe grondwater (~ 5m -mv.)

In de Gelderse Achterhoek requentle in °10 ( 196 monsters) 60 50 40 30 20 10

,.---0

o

94m. /'

- 0

0-3Bm.

-x ______

x~

1\--... -u 64m. ~ .... -'

...

6- ____

--6

'

~

X"

0-3 3-6 6-9 >9 , 6,. Sq;ljCI' mval ,< 0.3

o

X Fe in mg/I 03 -0 a 08 FIG. 7 frequentie in °l

Het verband tussen de dIepte en het gehalte aan sulfaat van

het grondwater in de Gelderse Achterhoek

(238 monsters) 50 40 30 20 10 43m.O '195m.

X

_, 0 _ _ ::---X

X~

""'"

" _'" '" '\ \ '\

o

o

diep grondwat,er «15m-mv.) X ondiep grondwater ( 5 -15m -mv.)

-FIG 8

Chemisch profiel van het diepe grondwater

in de

Gelderse Achterhoek mg/l 1000 stuwheuvel.! S04 ~<0.4 !JSSEL a--tl··· .

..

x -vd USSEL

-._-

_{- - -}

_-.

- x ···6.

...

,.

...

" . ". _".

".

-... ' .• -6. •••• '. '. '"

.-.

_._._.---.-.-

.

...

<

> 500 t]) Ca " • HCOj • Mg" x SO~ o Cl Ó Na' 350-500

!

<D o

!

--0-

-

--...

--

--_ --_ 0 - -- \

/0---

~

\

x _ - - - \ /",,-- X \ " - - - 0 / x / __ 0 / t::. ...••

..'

x

..

'

..

' ... ,6" ... \~ 6, ....

300

100 D. ...•.•..• - 6' -10 ...

•

.

-

..

-

.

-

.

-

.

-

.

- . -

.

-

..

.., ...

.

.

.

---~) ~ TERRASRAND

3

IJSSEL - TERRASRAND

FJuvlo - glaciale atzettlngen Form. v.

SterksellEnschede

mvalo/o

80

70

60

50

40

30

20

10 <D )( o ~

•

(J)----..

_.

f:j, ...... 0 -400-5501,

)(--I

W. v.d.

~SSEL

Form. v. Kre ftenhel]e I Fluv.glac. atz.

LlSSEL

Chemisch protiel van het diepe grondwater in de Gelderse Achterhoek

stuwheuvelsTI

.

I

~ . / / ' - _ . /

_x~._.

- - 0 _ - . ...::=:-.0 _ ... /:} ... -...

.

...

~

....

.

_.- •.. - x· > 500 350-500 <D A )( o I .

"

_"

_ _ _ 0 ... < 350

sa;

4 rT~<O.4 <D

"

"

"-"

"-"

\

CD Co"

. Hcoj

e Mg' x 50; o Cl ó Na \ 0

\

/

/ \ / x

\

/

\

/

Xl

/

....

.

... .

1\

...

A .6:··Î/···· \

...-0 -

-7~·~

_0/

~I

...

··~~x

'-1 • :... ·-e-.

I

x 1350-50:' - . - . -

.;~~~

"

\

.

\/

\

--- E.C. in ~mhos/clT

( IJSSEL - TERRASRAND ~ +---TERRASRAND

Form. v. Sterksel

rE

nsch.

Fluvio-.glaclale afzettingen

~~~/kMS~

~

-,-t~d..~

,

Cï

cJ,J

₁

_F~-,l

_....

_{.t.~l.. ~~, ~.,-1.~ Iw:t~~}

"~

~

_fi-

_{sa., -}

~ 1-(, E.c.

HCtJ; C./I ",.11 NA' ",,.lc,..

M /92-

₇

s

SJ-S .2vS" / 0 '

ó-'

33 58'1

1'1

7!J.

1/2 &8.1. ~50 IDa

_7'2-

_{.1.7 svB}

~~YL J.S 18 ~In

_'1

8 I.S ,I, S/2

R~I ~h IV All 16

₇

1/_8 ₉ $1..3

liJ.t~L.

'Xl

26"

_7°

_.lf!O

14.3 _'1.1 ,32. slB

~f...6t.. e:fÁ1.I-~.'~ SS"

86

3.t/tl /.1./ I/ 1.0

JtL

}f 171/

61)

_lil'

'-JB

_9'1

_'·9

.zs

SJI

1'1

IS?

S,"

62_'

_.IS'

",

₇

_{2 4'1} S.32

MIs8 sI, _{'IJ. 3 19}

₆

'b

~./, 13 513 +)

'R~Il Jil s8

nol

IS

_1/1

.12 _.S3S

1!.tAM.Jo

YiL

.52 ~I .lSo

_9"

s

.t.2 II,~

M /.3,g

'7

.31.3 .tt/B IIJI! lIJ. 2. .Jo ss8

HIt1.

tJ.. 7TT

s6

_7°

.241 /4% 1.8 _JIJ St/ol

"'ISS

1/1

'11/.7 ..1.7$ lIJ!}.

6

.11. sto

1'115;' ~8 .1'.1.8 ~6S la

_7-

R

.iI

S.t3 +) I'f 15' SI) _1/t/.7

_.z.'1

_11."

s:a

_.IS

'I'"

I'I~IJI ol/'

_J/'-"

.1DS BIJ.6 S./ .1.1 /Iol8

1'1/~S" 1./0 i./5.3 .lSD

"

'.1, /8

1116

flit6/, .IJ.

.J.8. " .l~ 4"-1/ 1/.2- .f.1 1/119 .Jo)

/lf I/" 'ID

_/ls.!

_{.tt/I 91.$}

_4.'1

18 '11K,

I'IIs1 .JS .JO..J ./.(/4 86.8

_{7·1/ 'J}

""I

flIl'I'I

38

.Jt/.I/

dIJ

_JA"

I,., .22- ~S.3

I'tJS~ .J4 ljS.s .l.J2

8,

Sol!

.u

L/IJ

_I

+)

11/50 _.JIJ ,~., /43

₇₁

_J.8

.IJ _'IkJ +)

~J..~Ir IJ .! .JSI

pIJ

.J.6 031 11.38

ár..U~k .1lI I~ I

.u,

_&J

_'1'1J

~~4~-rrd..

I

18 I .Jd!l at

_'1'1

ft!

7

3 'Il _{JIJ. "} .fJ2 _f+'.1./ S.J ,l1J-l tf6J +)

PI

IJ/IJ J4 Il-S"

,z62.

_'1-41

1/.1 1I ,/13

,., 1.3'

.1.,

_11J1 LS/) /41. s.!I

_'v

I{11 +)

H~y lf9 .JI 17S 78 IS IIJ7

1'11'11/ .IS .IJ. I JV$ 81.8

7.

1

,,,

_1/41/ f11'J~ .ts lIJ} .J.J'I

₇

S

$.'1

/I

_.11'

,..,

"

.J,

I,.~ .t.4'1

,1.

,.6 11

_"IS

+)

~

~

Uk-+-r-L -w.-

~

~

k

•

J:'k-~ Ix- ~ ~ ~.J _~-

_~

_~J<,

~

~L...'ht. <.d~ 1--

_--,-

~ t~I IS

17

/53 sI, 41.1 S

_2#

I1'BI

~ .JI} /6s

6/

.J.,

.10 .3Zo Jlt142-

:u

Jv 21/

7°

.J.6

IJ! J'ID ~I //

-'

190

sa

1..8

"

.J.19

1dn:J~.lE IR .2S

_/7

1 5l/ .1.3 ~

_.&fo

I't'lS 1'1 7-2 ~4Z _6t.1/

_1"

g

.12S

HIli

/3 0 las- ss.S' v.~

₇

_.tIl

i'~W2 ID 1/

..1.,"

sj,

_J'

/s Jll

/'f/8! 13

.u

I"

,,,

s.y

/1.

.33/

~

_l'

_{tl- 5~e} ~/

-t

E.C. H~;

c..

11

Nt

₁₁

N.'

~

...

/

...

1'1/9

5 J.I/ ././ Jt.1./

_91.6

/.1.2. lIJ

11k

I'f 183 31 _{.JlJI JII' s8 /8.'}

n.J

_J/DS"

11

'77

~J _JS.1 11/ 78.~

/1

10 _"1JIf ,., 1,4 _{bi .J4 141} ~ .~ _8."

g

117.1 hl80 .tG .tS.! .lSV

711.11

_1-'

1/ liD.! S~.JY .Jo 14 2,sv 81/

_7"

_.J

.36t

~"

...

Zl.

18 13 _~"D

_7"

J, _{B '116} NIM IJ, _11/.1"

_:'2

₇

_{1. V} 1".1{ ₁₇ .JS'8

M/9$ 4' .14 U!l /""./1 til!

_.9

_-Yl.3

Jft /81/

_'IJ

9;

kM!

'IJ.s

_".~ .kJ SH

NI8 I1 ,~ _{.J1B 9s,6} 11.3 .tI Slo

S.39/L/9

47'7

~~ ~Sl _{//9·L! 9·i/} U.I ss-4 SJ 91v7 ~.2 Sy .314

,J.'

IJ. 2- .J8S' 60z.. J3t;19~ _27.3 6/ 360 110 12 .33 SS, F~ l ' ~

~

r-r ....

~..l

..

~ 17 HU

_S;

,IJ. I .1.81/

,,,

6,0 _Jl-s- S~f.. "'7!1 'IJ

7

1.1/

:W.

IIJ8

_'I

_.t.J'

s,,~ /*/1S'o _~ lJ.a

_'7'

60

_'.0

.2/ '{'ZL IYIS.J J4 115_.4/ .2,!Z.

₆₁

_S." :"

"'z.

/'f 'Sl/ 1/8 SJ8 .z~ lIJ! ,.2. _.la .sn hlS"B

₁₁₉

_sJ'

_.I./f'l

₉

8

_1-2-

J7

SI.J 1'11" S.J

u.J,

_.1'1

₉₁

₁8 JI S,S" /ff I.J'

77

J/ • .J ~t/4 14.J.4 lIJ. 2 JltJ S'S'8

F,.,.,

~û. ~

I.>tR4

~d-

L ... ,../

~ .3~q/S8r s8 .ti. 8 /2- ol)"

J"ç/SIII

S'3 /'J·7 b

.13k

.3I/Q/1S I~

₁₁₇

N4

';6

/6.S 1,14 .1~

_.1.h

//'./ ./Af PlbS'

_7:1

_".1,

ss

61-

8.1{ ZS.3 '193 {ff II{'J.

Dh

/3/ 12 s8 II/B n

S9

R Jff 11/'1 'IS S'l-J J

_.l9

_9·2-

/.1 J/3 t;t~:J ,~ __ . JI _Lu-. if~ _{... · ..}

:, _af

~t~ ,~ , I "' L~Ch r~L'\.

~-lt.1

.3'1Ch II /2 /1.5

_9'

_#·9

37

₇₇

11s

JI{t!19

:oz

"ti 4.2.

13

.21.J, .JJ _{IY.h .lB9}

JL/~/9JL /1, _s7·' /19 1./;'2

8.9

IJ./ 16~

31/~/9

:r-

/8

_U.J

I I Il/, S

IJ

IS/'

JZ

III

J"~/I/ 12 ZJs 119 J/.S 5.2 I.J

J/IC/il :J.iJ /8.J

_'1

1 .11

1/.'

Id./' .11'1

fn-o'h

~/t'l~ ~Jtd..

:

]?'t. "

hl

IS" ;tB /1

1·9

/1 1.10

.,

~ /~ E.c.

,40 .

~

~t-

_StJ"

:: }lCD; Co.,/J

,.,,"

Al'A.' ~,../e..

33Ç/7 13 8.2 IS, ~J.1r .l~ /~.~ ~2S JJ

9/2ttJ

/S.$ S- It2 JJ

.I.'

IJ 18s

.33C;/

'lIJ IJ.' 8 /28

Jl

.J 3 _1'2 Jl1~ _~ FofA",-A ~

(~

~ lr~~jJd~) ' ' ' "

-.J'I t;

Is/lZ

111 117 J/B8 IJl" /1.;' 'IJ} 6b,!

F

Its>Û. ~ ~.J'I

--

r - - .-~~JU, (f)'

·u

1'11819 .J()6

_.tl

.IS"

64

IJ. 2. ,tJO /272.

~YJJI I tl'll/ IJ. _'IJIJ

1.3

.11. 110 .JbS"O