Ontwatering van een perceel (Hooghoudt)

ontwateringsformule Hooghoudt

Neerslag zorgt voor opbolling van het grondwater tussen sloten. Uit de opbolling kan de afvoer naar de sloten worden berekend. De klassieke oplossing voor dit stromingsprobleem staat bekend als de formule van Hooghoudt (1940).
Bij aanwezigheid van kwel kan deze in eerste benadering gewoon worden opgeteld bij het neerslagoverschot N.

Formules

afvoer naar volkomen sloten

Voor stroming naar een watergang die tot op de hydrologische basis reikt geldt de volgende vergelijking (Van Hoorn, 1992):

afvoer naar onvolkomen sloten

Over het algemeen reiken de sloten niet tot op de hydrologische basis. Hooghoudt (1940) leidde voor stroming naar onvolkomen sloten de volgende formule af (Van Hoorn, 1992):

dikte van de equivalentlaag d

De dikte d van de equivalentlaag vervangt de dikte D van het doorstroomde pakket uit de eerste formule. Voor berekening van d raadt Van Hoorn (1992) de formule van Moody aan. Deze is ook opgenomen in het Cultuurtechnisch Vademecum (1988):

verklaring symbolen

q0 : afvoer naar de sloten (m/dag)
m0 : opbolling, de maximale hoogte van de freatische grondwaterstand boven het slootniveau (m)
kD : het doorlaatvermogen van de ondergrond (m2/dag)afstand tot de peilvakgrens (m)
L : afstand tussen de sloten (m)
k1 : doorlatendheid van de bodem boven het niveau van de slootbodem (m/dag)
k2 : doorlatendheid van de bodem onder het niveau van de slootbodem (m/dag)
d : dikte van de equivalentlaag (m)

 

Toepassing

bepalen drainafstand

De formule van Hooghoudt wordt gebruikt om uit te rekenen op welke afstand drainbuizen aangelegd moeten worden om een perceel optimaal te ontwateren.
Daarvoor wordt de formule herschreven (Hooghoudt, 1940 p.632):


Deze vergelijking geeft de vereiste slootafstand L, voor een maatgevende afvoersituatie waarbij een afvoer s moet worden afgevoerd en de opbolling niet groter mag zijn dan een te kiezen kritische waarde m0.
Voor het kiezen van deze waarden zijn tabellen met ontwateringsnormen opgesteld (Cultuurtechnisch Vademecum, 1988 p.526).

equivalentlaag d

Het berekenen van de equivalentlaag d met bovenstaande formule is lastig, want de slootafstand L is niet vooraf bekend.
Berekening van de equivalntlaag d vereist enkele iteratieslagen waarbij een slootafstand L wordt aangenomen, d wordt uitgerekend en L wordt berekend met Hooghoudt. De berekende L wordt vervolgens gebruikt om de equivalentlaag d opnieuw te schatten, waarmee weer een slootafstand L wordt berekend die dichter bij de juiste waarde ligt.  In de praktijk zijn drie of vier iteraties nodig om op de juiste waarde uit te komen.
Uiteraard is het probleem met software als de Excel solver ook automatisch op te lossen.

Voor het berekenen van de equivalentlaag d zijn naast benaderingsformules ook tabellen beschikbaar (Hooghoudt, 1940 p.656-694; Cultuurtechnisch Vademecum, 1988 p.514).

gelaagde ondergrond

De formule van Hooghoudt is praktisch toepasbaar voor het berekenen van de afvoer naar sloten in het dekzandgebied van hoog Nederland. Hier ligt vaak een minder goed doorlatend zanddek op een goed doorlatende ondergrond. Grotere watergangen zijn dan tot in de goed doorlatende ondergrond gegraven. Op deze situatie is de formule van Hoodhoudt prima toepasbaar.

Referenties

[1] Anoniem (2000). Cultuurtechnisch Vademecum. Handboek voor inrichting en beheer van land, water en milieu. Elsevier/Vereniging voor Landinrichting.

[2] Hooghoudt, S.B. (1940). Bijdrage tot de kennis van enige natuurkundige grootheden van de grond. nr. 7. Verslagen Landbouwkundige onderzoekingen 46 (14)B: 515-707.

[3] Hooghoudt, S.B. (1937). Bijdrage tot de kennis van enige natuurkundige grootheden van de grond. nr. 6. Verslagen Landbouwkundige onderzoekingen 43 (13)B: 461-676.

[4] Hoorn, J.W. van (1990). Grondwaterstandsbeheersing. Hoofdstuk 19 in: W.P. Locher en H. de Bakker (red.). Bodemkunde van Nederland. Deel 1. Algemene bodemkunde. Malmberg, Den Bosch. Tweede druk.

[5] Hoorn, J.W. van (1992). Waterbeheersing. Dictaat van de vakgroep Waterhuishouding van de Landbouwuniversiteit Wageningen.

[6] Ritzema, H.P. (1994). Subsurface Flow to Drains. In: H.P. Riztema, (red.), Drainage principles and applications. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen.

[7] Werkgroep Herziening Cultuurtechnisch Vademecum (1988). Cultuurtechnisch Vademecum. Cultuurtechnische Vereniging. (ongewijzigde herdrukken in 1991 en 1992 door de Vereniging voor Landinrichting).