Search

Air sparging in an aquifer below a less permeable horizontal layer is modeled using a two-phase flow approach. Supported by numerical simulations, we show that a steady state situation is reached. For an analysis of the steady state, we distinguish three different flow regimes, which occur between the well screen and the unsaturated zone. Just below the interface that separates the high and the low permeable layers a regime with almost hydrostatic capillary pressures develops. We use this observation to derive an ordinary differential equation for the pressure at the interface, which leads to an approximation of the air flow pattern just below and within the low permeable layer. The approximation provides an estimate for the radius of influence as a function of the physical parameters. The agreement between the analytical approximation and the numerical steady state results is almost perfect when heterogeneity is increased. With a few modifications the analysis applies also to a dense non-aqueous phase liquid (DNAPL) spill above a less permeable layer. Comparison with an illustrative numerical simulation shows that the analytical approximation provides a good estimate of the radial spreading of the DNAPL flow on top of and within the low permeable layer.

Voor een 3,5 jaar oude bufferstrook met gras langs een sloot op zandgrond zijn gedurende twee opeenvolgende uitspoelseizoenen de stikstofconcentraties in het bovenste grondwater regelmatig bemonsterd op diverse afstanden van de sloot. De stikstofconcentraties onder de bufferstrook waren significant lager dan onder de aangrenzende akker en namen in de richting van de sloot af. Deze verlaging is te wijten aan denitrificatie, hetgeen is aangetoond op basis van verandering in de verhouding chloride-nitraat én de natuurlijke variatie in 15N. In de bestudeerde periode bleek dat de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater vaak boven de nitraatnorm uitkwamen. De bufferstrook zorgde dus niet voor een voldoende verlaging van de concentratie nitraat

A simple method is presented to assess, on a regional scale, the contamination-risk of shallow aquifers covered by cracking clay soils, with special emphasis on preferential flow of contaminants through shrinkage cracks. A water extraction area of several hundred hectares is divided into units with homogeneous soil types and hydrological conditions. For each unit, a one-dimensional computer simulation model is used to compute residence times in the unsaturated zone of the cracking clay soils. Analytical equations are used to estimate residence times in the saturated zone. Finally, a classification system is proposed to summarize and visualize the model computations in a simple way. The developed method is illustrated with a case study from the Netherlands. It is known how contamination-risk maps of water extraction areas can be obtained. Policies to prevent contamination of the aquifer can be focused on the most vulnerable areas as indicated on such a map. The contamination-risk maps, obtained using the present method, deviate sharply from the traditional, more or less concentric protection zones, computed with saturated groundwater flow models.

Pesticiden en andere chemicaliën blijken vaak sneller in het grondwater terecht te komen dan modellen voorspellen. De meeste van deze modellen zijn namelijk gebaseerd op de veronderstelling dat de bodem homogeen is, het water in de onverzadigde zone verticaal infiltreert en het vochtfront evenwijdig is aan het bodemoppervlak. In werkelijkheid stroomt het water vaak via preferente stroombanen door de bodem. Deze stroombanen kunnen in nagenoeg alle gronden optreden. Water en daarin opgeloste stoffen bereiken hierdoor veel sneller het grondwater dan op grond van de gemiddelde verblijftijd verwacht zou worden. Vooral ondiep grondwater en oppervlaktewater hebben door dit proces een vergrote kans op verontreiniging.

Voor een 3,5 jaar oude bufferstrook met gras langs een sloot op zandgrond zijn gedurende twee opeenvolgende uitspoelseizoenen de stikstofconcentraties in het bovenste grondwater regelmatig bemonsterd op diverse afstanden van de sloot. De stikstofconcentraties onder de bufferstrook waren significant lager dan onder de aangrenzende akker en namen in de richting van de sloot af. Deze verlaging is te wijten aan denitrificatie, hetgeen is aangetoond op basis van verandering in de verhouding chloride-nitraat én de natuurlijke variatie in 15N. In de bestudeerde periode bleek dat de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater vaak boven de nitraatnorm uitkwamen. De bufferstrook zorgde dus niet voor een voldoende verlaging van de concentratie nitraat

Voor een 3,5 jaar oude bufferstrook met gras langs een sloot op zandgrond zijn gedurende twee opeenvolgende uitspoelseizoenen de stikstofconcentraties in het bovenste grondwater regelmatig bemonsterd op diverse afstanden van de sloot. De stikstofconcentraties onder de bufferstrook waren significant lager dan onder de aangrenzende akker en namen in de richting van de sloot af. Deze verlaging is te wijten aan denitrificatie, hetgeen is aangetoond op basis van verandering in de verhouding chloride-nitraat én de natuurlijke variatie in 15N. In de bestudeerde periode bleek dat de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater vaak boven de nitraatnorm uitkwamen. De bufferstrook zorgde dus niet voor een voldoende verlaging van de concentratie nitraat

Het nieuwe mestbeleid met een stelsel van gebruiksnormen is per 1 januari 2006 van kracht geworden. Dit brengt de milieudoelstellingen op een tweetal aspecten (evenwichtsbemesting fosfaat en nitraat in het grondwater) binnen bereik. De reductiedoelstelling voor belasting van het oppervlaktewater blijft buiten bereik.

Het nieuwe mestbeleid met een stelsel van gebruiksnormen is per 1 januari 2006 van kracht geworden. Dit brengt de milieudoelstellingen op een tweetal aspecten (evenwichtsbemesting fosfaat en nitraat in het grondwater) binnen bereik. De reductiedoelstelling voor belasting van het oppervlaktewater blijft buiten bereik.

In het project Bioveem (gericht op het verbeteren van de biologische melkveehouderij) is op melkveebedrijven op zandgrond jaarlijks het nitraatgehalte van het grondwater bepaald. De meeste bedrijven blijven onder de norm van de EU-nitraatrichtlijn (50 mg/l) maar sommige bedrijven overschrijden de norm. Er is een duidelijke relatie tussen het nitraatgehalte en het aandeel blijvend grasland in het areaal, de beweidingsdruk en het klaveraandeel in het grasland van de Bioveem-bedrijven. Ook op het Praktijkcentrum voor de biologische melkveehouderij Aver Heino is het nitraatgehalte van het grondwater jaarlijks bepaald en is gebleken dat de nitraatgehaltes na de omschakeling duidelijk lager zijn geworden. Gebruik van stikstof uit alleen organische mest en klaver kan dus winst betekenen voor het milieu

Uit driejarig onderzoek op droge zandgrond blijkt dat minder beweiding in combinatie met een lagere werkzame stikstofgift de nitraatuitspoeling duidelijk kan verlagen bij slechts een lichte daling van de netto drogestofopbrengst.

Uit driejarig onderzoek op droge zandgrond blijkt dat minder beweiding in combinatie met een lagere werkzame stikstofgift de nitraatuitspoeling duidelijk kan verlagen bij slechts een lichte daling van de netto drogestofopbrengst.

In het project Bioveem (gericht op het verbeteren van de biologische melkveehouderij) is op melkveebedrijven op zandgrond jaarlijks het nitraatgehalte van het grondwater bepaald. De meeste bedrijven blijven onder de norm van de EU-nitraatrichtlijn (50 mg/l) maar sommige bedrijven overschrijden de norm. Er is een duidelijke relatie tussen het nitraatgehalte en het aandeel blijvend grasland in het areaal, de beweidingsdruk en het klaveraandeel in het grasland van de Bioveem-bedrijven. Ook op het Praktijkcentrum voor de biologische melkveehouderij Aver Heino is het nitraatgehalte van het grondwater jaarlijks bepaald en is gebleken dat de nitraatgehaltes na de omschakeling duidelijk lager zijn geworden. Gebruik van stikstof uit alleen organische mest en klaver kan dus winst betekenen voor het milieu

Al in het eerste najaar van de omschakeling voldeden de meeste graslandpercelen aan de EU-richtlijn voor nitraat in het grondwater.

Al in het eerste najaar van de omschakeling voldeden de meeste graslandpercelen aan de EU-richtlijn voor nitraat in het grondwater.

Waarom het Nederlandse Mineralen Aangifte Systeem (MINAS) niet werkt bij het halen van de Europese Nitraatrichtlijn: de verliezen zijn groter dan op papier berekend, de verliezen beschermen het grondwater met name op de droge zandgronden onvoldoende, en de heffingen zijn te laag om overschrijding van de normen te voorkomen ('mest als vierde gewas')

Waarom het Nederlandse Mineralen Aangifte Systeem (MINAS) niet werkt bij het halen van de Europese Nitraatrichtlijn: de verliezen zijn groter dan op papier berekend, de verliezen beschermen het grondwater met name op de droge zandgronden onvoldoende, en de heffingen zijn te laag om overschrijding van de normen te voorkomen ('mest als vierde gewas')

Het rapport bevat de meetresultaten van het vierjarig meetprogramma gestart in 1992 met als doel de kwaliteit van het bovenste grondwater op landbouwbedrijven in het zandgebied in beeld te brengen. Aanvullend is een multiple- regressie uitgevoerd, waarbij gebruik gemaakt is van de gegevens uit het LEI-Bedrijven Informatienet. Dit om een relatie te vinden tussen bedrijfsvoering en grondwaterkwaliteit. Het programma is een samenwerkingsproject tussen het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) en het Landbouweconomisch Instituut (LEI-DLO). De bovenste meter van het grondwater, voorkomend binnen 5 meter beneden maaiveld, is bemonsterd op 99 bedrijven en geanalyseerd op chloride, nitraat, ammonium , kalium, opgeloste organische stof en ortho- en totaal-fosfaat. De landbouwbedrijven - 80 veehouderijbedrijven en 19 akkerbouwbedrijven - zijn gelegen in de zandgebieden. De gemiddelde nutrientenbelasting van de bodem is gedurende de meetperiode niet gewijzigd. De grondwaterkwaliteit was als gevolg van de toegenomen neerslag in de periode 1992-1995 aan sterke wijzigingen onderhevig. De nitraat- en chlorideconcentratie halveerden, terwijl de fosfaatconcentratie verdubbelde. De kalium- en ammoniumconcentratie daalden slechts licht. De voor neerslageffecten gecorrigeerde gemiddelde nitraatconcentratie in het bovenste grondwatyer onder landbouwbedrijven in het zandgebied bedraagt 158 mg.l-1. Dit is meer dan driemaal zo hoog als de grenswaarde van 50 mg.l-1. Meer dan 95% van de bedrijven in het zandgebied heeft een bedrijfsgemiddelde (gecorrigeerde) nitraatconcentratie die hoger is dan de grenswaarde. Er is een relatie gevonden tussen de grondwaterkwaliteit op de veehouderijbedrijven (nitraat en kalium) en het nutrientenoverschot, het percentage van het areaal onder mais en de grondwatertrap. Voor akkerbouwbedrijven kon geen relatie worden afgeleid, omdat het aantal bedrijven te klein was.

In de grondwaterbeschermingsgebieden Groenekan, Beerschoten en Leersum is van 1992 t/m 1995 op zeventien locaties de nitraatconcentratie van bodemvocht en grondwater gemeten. Nitraatconcentraties op zandgronden met gras- en maosland waren meestal hoger dan 50 mg/l. Voor naaldbos op zandgrond gold dat vooral in de winterseizoenen 1993/'94 en 1994/'95. De gemeten nitraatconcentraties waren hoger dan de berekende, behalve in bossen. Uit literatuuronderzoek blijkt dat bij gras- en maosland op droge zandgronden de nitraatbelasting verminderd kan worden zonder grote opbrengstverliezen. De hoogte van de stikstofdepositie speelt een belangrijke rol bij verdere aanscherping van het milieubeleid in grondwaterbeschermingsgebieden.

In this thesis we describe an analytical approximation method for predicting the advective- dispersive transport of a contaminant towards a pumping well. The groundwater flow is assumed to be stationary and essentially horizontal. Due to dispersion contaminant transport is a stochastic process. We derive approximations for the arrival probability (or fraction) of particles at a well, for the mean and variance of the arrival time and for the arrival time distribution at a well. The advective flow yields first order approximations. The effect of longitudinal dispersion is included by expanding the first and second moment of the arrival time in power series of the longitudinal dispersion coefficient. Transversal dispersion only plays a crucial role near the separating streamlines bounding the catchment area of a well. Its effect is analyzed locally with boundary layer techniques. The incorporation of linear equilibrium adsorption and first order decay is rather straightforward. The asymptotic approximations are compared with the results of random walk simulations.A self-contained part of this thesis is devoted to the transport of a kinetically adsorbing contaminant. We show that once the transport of a non-adsorbing contaminant has been computed, the effect of first order kinetics can be incorporated naturally by utilizing a stochastic description of the residence time of particles in the free phase.The results of our research have been implemented in the software package ECOWELL. The input of ECOWELL consists of a head field generated with a numerical flow model. The technical documentation of ECOWELL is part of this thesis. The use of ECOWELL is demonstrated in a case study.

In de grondwaterbeschermingsgebieden Groenekan, Beerschoten en Leersum is van 1992 t/m 1995 op zeventien locaties de nitraatconcentratie van bodemvocht en grondwater gemeten. Nitraatconcentraties op zandgronden met gras- en maosland waren meestal hoger dan 50 mg/l. Voor naaldbos op zandgrond gold dat vooral in de winterseizoenen 1993/'94 en 1994/'95. De gemeten nitraatconcentraties waren hoger dan de berekende, behalve in bossen. Uit literatuuronderzoek blijkt dat bij gras- en maosland op droge zandgronden de nitraatbelasting verminderd kan worden zonder grote opbrengstverliezen. De hoogte van de stikstofdepositie speelt een belangrijke rol bij verdere aanscherping van het milieubeleid in grondwaterbeschermingsgebieden.

The movement of pesticides through soil and groundwater to pumping wells for drinking-water supply was modelled. Most of the retardation and transformation occurs when a pesticide moves through the unsaturated zone. Computed leaching to groundwater increased when soil heterogeneity was taken into account. A column method was developed to measure the rate of pesticide transformation in the aquifer as input for models. The fluctuation of the concentration in the pumping well due to the application pattern was computed to be largest for aquifers with short characteristic travel times of the solute.

In this thesis we describe an analytical approximation method for predicting the advective- dispersive transport of a contaminant towards a pumping well. The groundwater flow is assumed to be stationary and essentially horizontal. Due to dispersion contaminant transport is a stochastic process. We derive approximations for the arrival probability (or fraction) of particles at a well, for the mean and variance of the arrival time and for the arrival time distribution at a well. The advective flow yields first order approximations. The effect of longitudinal dispersion is included by expanding the first and second moment of the arrival time in power series of the longitudinal dispersion coefficient. Transversal dispersion only plays a crucial role near the separating streamlines bounding the catchment area of a well. Its effect is analyzed locally with boundary layer techniques. The incorporation of linear equilibrium adsorption and first order decay is rather straightforward. The asymptotic approximations are compared with the results of random walk simulations.A self-contained part of this thesis is devoted to the transport of a kinetically adsorbing contaminant. We show that once the transport of a non-adsorbing contaminant has been computed, the effect of first order kinetics can be incorporated naturally by utilizing a stochastic description of the residence time of particles in the free phase.The results of our research have been implemented in the software package ECOWELL. The input of ECOWELL consists of a head field generated with a numerical flow model. The technical documentation of ECOWELL is part of this thesis. The use of ECOWELL is demonstrated in a case study.

De belasting van grond- en oppervlaktewater via verschillende emissieroutes is gekwantificeerd. De belasting wordt veroorzaakt door een klein aantal bestrijdingsmiddelen. Of deze stoffen in het grond- en oppervlaktewater belanden, wordt sterk door de hydrologie bepaald. Zowel de bodemfysische en bodemchemische omstandigheden als fysisch-chemische eigenschappen van een bestrijdingsmiddel hebben eveneens grote invloed op het gedrag van de stof.

The movement of pesticides through soil and groundwater to pumping wells for drinking-water supply was modelled. Most of the retardation and transformation occurs when a pesticide moves through the unsaturated zone. Computed leaching to groundwater increased when soil heterogeneity was taken into account. A column method was developed to measure the rate of pesticide transformation in the aquifer as input for models. The fluctuation of the concentration in the pumping well due to the application pattern was computed to be largest for aquifers with short characteristic travel times of the solute.

De belasting van grond- en oppervlaktewater via verschillende emissieroutes is gekwantificeerd. De belasting wordt veroorzaakt door een klein aantal bestrijdingsmiddelen. Of deze stoffen in het grond- en oppervlaktewater belanden, wordt sterk door de hydrologie bepaald. Zowel de bodemfysische en bodemchemische omstandigheden als fysisch-chemische eigenschappen van een bestrijdingsmiddel hebben eveneens grote invloed op het gedrag van de stof.

Uit driejarig onderzoek op droge zandgrond blijkt dat minder beweiding in combinatie met een lagere werkzame stikstofgift de nitraatuitspoeling duidelijk kan verlagen bij slechts een lichte daling van de netto drogestofopbrengst.

In het project Bioveem (gericht op het verbeteren van de biologische melkveehouderij) is op melkveebedrijven op zandgrond jaarlijks het nitraatgehalte van het grondwater bepaald. De meeste bedrijven blijven onder de norm van de EU-nitraatrichtlijn (50 mg/l) maar sommige bedrijven overschrijden de norm. Er is een duidelijke relatie tussen het nitraatgehalte en het aandeel blijvend grasland in het areaal, de beweidingsdruk en het klaveraandeel in het grasland van de Bioveem-bedrijven. Ook op het Praktijkcentrum voor de biologische melkveehouderij Aver Heino is het nitraatgehalte van het grondwater jaarlijks bepaald en is gebleken dat de nitraatgehaltes na de omschakeling duidelijk lager zijn geworden. Gebruik van stikstof uit alleen organische mest en klaver kan dus winst betekenen voor het milieu

Pesticiden en andere chemicaliën blijken vaak sneller in het grondwater terecht te komen dan modellen voorspellen. De meeste van deze modellen zijn namelijk gebaseerd op de veronderstelling dat de bodem homogeen is, het water in de onverzadigde zone verticaal infiltreert en het vochtfront evenwijdig is aan het bodemoppervlak. In werkelijkheid stroomt het water vaak via preferente stroombanen door de bodem. Deze stroombanen kunnen in nagenoeg alle gronden optreden. Water en daarin opgeloste stoffen bereiken hierdoor veel sneller het grondwater dan op grond van de gemiddelde verblijftijd verwacht zou worden. Vooral ondiep grondwater en oppervlaktewater hebben door dit proces een vergrote kans op verontreiniging.

In het veenweidegebied de Alblasserwaard en de Vijfheerenlanden (AV) is de vermesting van de bodem, het freatisch grondwater en het oppervlaktewater onderzocht. Verschillende maatregelen om de vermesting terug te dringen zijn bestudeerd op hun effecten op de stikstof- en fosforconcentraties in het freatisch grondwater en het oppervlaktewater. Het betrof een literatuur- en bronnenonderzoek. Het verminderen van de mestaanvoer en het wijzigen van de drooglegging zijn in de AV belangrijke maatregelen om de vermesting terug te dringen. De maatregelen kroos-verwijderen en baggeren zullen de fosforconcentratie in het oppervlaktewater waarschijnlijk verlagen. Voor stikstof zijn de effecten gering tot nihil.

An extensive database of the concentrations of heavy metals in phreatic groundwater was used to study the spatial variability of Zn. This paper focused on the Zn concentrations in relation to soil survey variables. Three scales of observation were distinguished: provincial level (1:1 000 000), city level (1:100 000), and parcel level (1:10 000). Use of classification of the study area based on digitized maps was investigated. A Geographic Information System (GIS) was sued to overlay and investigate different sources of information. The variance of Zn in groundwater decreased by 50% when going from provincial to parcel scale. The results indicate that Zn variation is dominated by short-range variation. Significant differences in Zn contents were found for Zn grouped by seepage (infiltration vs. deep seepage) and geology. Classification according to seepage yielded reduced coefficients of variation within several seepage class. At the city level, significant differences in Zn were found for soil and land use. At the city level, significant differences in Zn were found for soil and land use. The sample semivariogram showed that Zn exhibits a spatial dependence different from that of electrical conductivity (EC) and pH. This may be explained by the distribution of soil groups onmore » the soil map of scale 1:50 000. At the most detailed level, no significant differences in Zn were found between soil units or land use categories. The distinction of significantly different concentrations allows a flexible setting of background threshold values. 27 refs., 7 figs., 7 tabs.« less

In het veenweidegebied de Alblasserwaard en de Vijfheerenlanden (AV) is de vermesting van de bodem, het freatisch grondwater en het oppervlaktewater onderzocht. Verschillende maatregelen om de vermesting terug te dringen zijn bestudeerd op hun effecten op de stikstof- en fosforconcentraties in het freatisch grondwater en het oppervlaktewater. Het betrof een literatuur- en bronnenonderzoek. Het verminderen van de mestaanvoer en het wijzigen van de drooglegging zijn in de AV belangrijke maatregelen om de vermesting terug te dringen. De maatregelen kroos-verwijderen en baggeren zullen de fosforconcentratie in het oppervlaktewater waarschijnlijk verlagen. Voor stikstof zijn de effecten gering tot nihil.

Pesticiden en andere chemicaliën blijken vaak sneller in het grondwater terecht te komen dan modellen voorspellen. De meeste van deze modellen zijn namelijk gebaseerd op de veronderstelling dat de bodem homogeen is, het water in de onverzadigde zone verticaal infiltreert en het vochtfront evenwijdig is aan het bodemoppervlak. In werkelijkheid stroomt het water vaak via preferente stroombanen door de bodem. Deze stroombanen kunnen in nagenoeg alle gronden optreden. Water en daarin opgeloste stoffen bereiken hierdoor veel sneller het grondwater dan op grond van de gemiddelde verblijftijd verwacht zou worden. Vooral ondiep grondwater en oppervlaktewater hebben door dit proces een vergrote kans op verontreiniging.