Praktijkkennis in de hydrologie

Het oplossen van praktische hydrologische vraagstukken vraagt kennis van de orde grootte van hydrologische variabelen: het neerslagoverschot bedraagt ongeveer 250 - 300 mm/jaar, de drainageweerstand van een ontwaterd gebied ligt rond de 300 dagen en de doorlatendheid van dekzand ligt rond de 0,5 en 3 dagen.
Het nut van dit soort kennis blijkt uit het enorme succes van publicaties als het Cultuurtechnisch Vademecum en het Grondwaterzakboekje van Bram Bot.
De rubriek Praktijk op Grondwaterformules.nl verbindt deze feitjes aan de hydrologische praktijk door middel van vuistregels. Als aanvulling op het Vademecum en het Grondwaterzakboekje en zeker niet ter vervanging!

Vuistregels en kengetallen

Neerslag en verdamping

Neerslag en Verdamping zijn veruit de grootste posten in de waterbalans. De regionale verschillen binnen Nederland geven interssante inzicht in de drijvende krachten achter grondwaterstroming.

Ondergrond

Het doorlaatvermogen kD, de bergingscoëfficient en de effectieve porositeit zijn belangrijke grootheden voor het berekenen van grondwaterstroming. Onder het kopje ondergrond staan handvatten voor het schatten van deze grootheden in een bepaalde situatie.

Onttrekking

Een grondwateronttrekking veroorzaakt een sterke helling in het grondwatervlak waardoor grondwaterstroming op gang komt (of andersom, het is maar hoe je het ziet). Hoe dan ook, rondom een grondwateronttrekking vinden interessante processen plaats die inzicht geven in de eigenschappen van het grondwatersysteem.

Ontwatering

Het afvoeren van grondwater door sloten en buisdrainage is een voorwaarde voor productief gebruik van gronden. In de afgelopen honderd jaar zijn talloze normen ontwikkeld voor een optimale ontwatering van gronden.

Reistijd en dynamiek

Grondwaterstroming gaat uiterst langzaam, de reistijd van waterdeeltjes bedraagt jaren tot honderden of duizenden jaren. Maar het effect van een ingreep in het watersysteem kan merkbaar zijn in minuten of dagen, omdat het transport van drukverschillen tussen grondwaterdeeltjes veel sneller verloopt dan grondwaterstroming. Vraagstukken rondom reistijd en dynamiek van het grondwater geven aanleiding tot fascinerende inzichten in de werking van grondwatersystemen.

Hatsi-kD

In het vakblad Stromingen van de Nederlandse Hydrologische Vereniging NHV verschijnt met onregelmatige frequentie de rubriek Hatsi-kD met Vuistregels in de hydrologie. Beslist de meest gelezen bladzijden uit het vakblad, naast de roddelrubriek die verschijnt onder de titel Redactioneel. De vuistregels worden hier integraal wergegeven, met een link naar het oorspronkelijke artikel.

Fenomenen

Veldwaartnemingen in de hydrologie leiden een heel enkele keer tot de ontdekking van wonderlijke en tegen intuïtieve verschijnselen. De geschiedenis van de ontdekking is vaak minstens even interessant als de fysische verklaring voor de waargenomen verschijnselen.

Cases

Analytische oplossingen voor grondwaterstroming kennen vele toepassingen voor de praktijk. Onder het kopje Cases worden interessante toepassingen beschreven, vaak op basis van studentenscripties waarin berekende effecten worden getoetst aan arbeidsintensieve metingen in het veld.

Wie is wie?

De formule van

Sommige hydrologen hebben het geluk dat ze een formule op hun naam hebben gekregen: de formule van Ernst, de formule van Hooghoudt, de formule Mazure en de formule van De Glee zijn wel de bekendste. Van deze formules vind je hier een beknopte biografie. De biografieën zijn ingedeeld naar scholen, waarbij onvermijdelijk discutabele keuzes moesten worden gemaakt: waarom wordt een veelzijdig hydroloog als Ernst bij de Agrohydrologen gezet en waarom wordt Hemker bij de Deltste school geplaatst, terwijl hij toch echt zijn hele carriëre werkzaam was aan de VU? Uiteraard ontbreken ook belangrijke hydrologen, de redactie van grondwaterformules.nl houdt zich aanbevolen voor onderbouwde suggesties voor aanvullingen.

Biografieën

Geohydrologen

Met de aanstelling van Krul als hoogleraar Drinkwatervoorziening in 1947 kreeg de hydrologie in Delft zijn eerste hoogleraar. Daarvoor was de hydrologie deel van leerstoelen als Toegepaste Mechanica (J.P. Mazure) en Mechanica (Vreedenburgh). De Delfste school wordt gekenmerkt door het beschrijven van hydrologische systemen in wiskundige oplossingen, liefst zo eenvoudig mogelijk, zonder essentiele processen te verliezen. Onder het kopje Geohydrologen wordt de biografie van een aantal Delftse hydrologen beschreven.

Agrohydrologen

In Wageningen was de hydrologie altijd sterk gericht op ontwateringsvraagstukken en afvoerdynamiek van stroomgebieden. Dat heeft prachtige publicaties opgeleverd als het proefschrift van De Jager en de ICW Nota's van Wesseling. Belangrijke resultaten werden geboekt door pioniers als S.B. Hooghoudt (een Utrechts scheikundige) en L.F. Ernst (gepromoveerd als natuurkundige in Utrecht). De biografiën van Wageningse hydrologen worden beschreven onder het kopje Agrohydrologie.

Hydrogeologen

Aan de Vrije Universiteit Amsterdam konden de fysisch geografen tot september 2015 afstuderen in de studierichting hydrologie. De Amsterdamse school woerd gekenmerkt door systeemdenken met als belangrijkste veeldmerk de systeemanalyse van Ben Engelen. Dat in Amsterdam ook gerekend werd aan hydrologische systemen bewijst het prachtige proefschifst van Co de Vries.

Analytische elementen

Begin jaren zeventig ontwikkelde de Delftse hydroloog O.D.L Strack in Amerika de Analystische Elementen Methode (AEM). Ook Haitjema, De Lange en Bakker waren Delftse hydrologen die bij Strack in Minnesota bijdragen leverden aan de Analystische Elementen Methode.

Instituten

Onder het kopje Instituten worden de belangrijkste instellingen beschreven waar hydrologische kennis werd ontwikkeld.

Klassieken

De klassieken zijn vergeten publicaties die interessant inzicht geven in de ontwikkeling van concepten in de hydrologie. Een aardig tijdverdrijf op een regenachtige zondag voor de fijnproevers.

Bronnen

Overzicht van websites met praktisch gereedschap en informatie voor grondwaterhydrologen.

Gereedschap

Websites met gereedschap om zelf hydrologische vraagstukken op te lossen.

Data

Databasaes met hydrologische meetgegevens en modeldata vor eigen gebruik..

Publicaties

Databases met publicaties op het gebied van analystische oplossingen van grondwaterstroming en praktische hydrologie.

Homepages

Initiatieven van hydrologen om kennis over het vakgebied beschikbaar te stellen voor iedereen.

Rekentechniek in de geohydrologie

Speciale functies

In de geohydrologie komen we verschillende bekende speciale functies tegen. Deze zijn meestal standaard beschikbaar in rekenkundige software als Excel, Matlab en Mathematica.

Matrixformules

De meeste analytische oplossingen beperken zich tot één watervoerend pakket. In situaties waarin het noodzakelijk is om stroming in meerdere lagen te beschouwen, is het gebruik van matrixformules de meest overzichtelijke aanpak. De evaluatie van matrixformules vereist het gebruik van geavanceerde rekenkundige software als Matlab en Mathematica.

De formules op Grondwaterformules.nl ingedeeld naar stromingssituatie: stroming naar een watergang, stroming door peilverschillen over rechte en ronde grenzen, ontwateringsformules, grondwateronttrekking, grensvlakken tussen zoet en zout water, infiltratieproblemen en berekening van verblijftijden.