Staff Publications

Staff Publications

  • external user (warningwarning)
  • Log in as
  • language uk
  • About

    'Staff publications' is the digital repository of Wageningen University & Research

    'Staff publications' contains references to publications authored by Wageningen University staff from 1976 onward.

    Publications authored by the staff of the Research Institutes are available from 1995 onwards.

    Full text documents are added when available. The database is updated daily and currently holds about 240,000 items, of which 72,000 in open access.

    We have a manual that explains all the features 

Current refinement(s):

Records 1 - 20 / 496

  • help
  • print

    Print search results

  • export
    A maximum of 250 titles can be exported. Please, refine your queryYou can also select and export up to 30 titles via your marked list.
  • alert
    We will mail you new results for this query: keywords==groundwater
Check title to add to marked list
Groundwater Atlas for pesticides in The Netherlands : user manual
Kruijne, R. ; Linden, A.M.A. van der; Roller, J.A. te; Kraalingen, D. van - \ 2017
Wageningen : Wageningen Environmental Research (Wageningen Environmental Research report 2786) - 65
groundwater quality - groundwater - pesticides - monitoring - ecotoxicology - netherlands - grondwaterkwaliteit - grondwater - pesticiden - ecotoxicologie - nederland
The Groundwater Atlas contains monitoring data on the presence of active substances and related metabolites of plant protection products.
Herkomstanalyse gewasbeschermingsmiddelen in het grondwater van de Provincie Drenthe : meetperiode 2002-2007
Kruijne, Roel ; Groenwold, Jan - \ 2017
Wageningen : Wageningen Environmental Research (Wageningen Environmental Research rapport 2815) - 41
pesticiden - grondwater - monitoring - uitspoelen - waterverontreiniging - drenthe - nederland - pesticides - groundwater - leaching - water pollution - netherlands
In 2008 heeft WEnR-Alterra een analyse gegeven van de mogelijke herkomst van gewasbeschermingsmiddelen die in de jaren 2002, 2004, 2006 en 2007 zijn aangetroffen in het grondwater van de Provincie Drenthe. Ruim de helft van de geanalyseerde gewasbeschermingsmiddelen is niet (meer) toegelaten op de Nederlandse markt. Veel stoffen hebben een brede toepassing (gehad) in meerdere sectoren en daarnaast ook buiten de landbouw. De breedte van deze toepassingen en de wijzingen in de tijd beperken de mogelijkheid om het voorkomen van een stof in verband te brengen met een specifiek gebruik. Uit regionale berekeningen blijkt dat het grondwater in de Provincie Drenthe als geheel minder kwetsbaar is voor uitspoeling van stoffen dan het grondwater in Nederland. Uit berekeningen met lokale invoergegevens blijkt, dat de meest kwetsbare locaties voor uitspoeling van de stof bentazon zijn oververtegenwoordigd in de bemonstering.
Verdrogingsinformatie voor de Nederlandse natuur : een vergelijking tussen de actuele en gewenste grondwatersituatie
Delft, S.P.J. van; Hoogland, T. ; Meijninger, W.M.L. ; Roerink, G.J. - \ 2017
Wageningen : Wageningen Environmental Research (Wageningen Environmental Research rapport 2792) - 85
grondwater - natuur - verdroging (milieu) - monitoring - remote sensing - nederland - groundwater - nature - groundwater depletion - netherlands
Dit rapport beschrijft een studie die is uitgevoerd om de actuele verdrogingssituatie in kaart te brengen en een werkwijze te ontwikkelen om ook in de toekomst op een objectieve, reproduceerbare en gedragen wijze de verdrogingssituatie in kaart brengen.
BasisRegistratie Ondergrond (BRO) Actualisatie Gt/Gd : beschrijving grondwaterkarakteristieken per Gt-klasse voor hoog Nederland
Stuyt, L.C.P.M. ; Knotters, M. ; Walvoort, D.J.J. ; Hoogland, T. ; Brus, D.J. ; Vries, F. de; Heidema, A.H. ; Okx, J.P. - \ 2017
Wageningen : Wageningen Environmental Research (Wageningen Environmental Research rapport 2797) - 51
grondwater - grondwaterstand - statistiek - nederland - groundwater - groundwater level - statistics - netherlands
Information on the depth and dynamics of the ground water level below the ground
surface, ‘Gt’, associated with the soil map of The Netherlands, is updated incrementally. Only recently
(2014), an updated Gt-map of the lower, western Netherlands was completed. A Gt-map of the higher
grounds was produced in 2016, based on ‘Gd’ information established in 2004. The procedures
followed and the results are reported in this volume. At this time, the compilation of a Gd map for the
lower Netherlands is due. After completion, in conjunction with the update of the ‘Gd’ data for the
higher grounds, a comprehensive, nationwide ‘Gd’ map of The Netherlands will be available.
Dynamics of rainwater lenses on upward seeping saline groundwater
Eeman, Sara - \ 2017
University. Promotor(en): Sjoerd van der Zee, co-promotor(en): Toon Leijnse. - Wageningen : Wageningen University - ISBN 9789462579330 - 158
seepage - rain - water - groundwater - saline water - vegetation - kwel - regen - grondwater - zout water - vegetatie

Fresh water is generally a limited resource in coastal areas which are often densely populated. In low-lying areas, groundwater is mostly saline and both agriculture and freshwater nature depend on a thin lens of rainwater that is formed by precipitation surplus on top of saline, upward seeping groundwater. Understanding the dynamics of such lenses is vital for sustainable food production and development of natural vegetation and biodiversity under changing conditions like sea level rise and climate change. The thickness of the mixing zone between the fresh and saline water is substantial and characteristics of this mixing zone cannot be neglected. In this thesis we have studied the behaviour of these thin rainwater lenses and their mixing zones.

To study the basic relations of such a system, we considered the development of a rainwater lens, starting from initially saline conditions using a numerical model. The ratio of seepage over precipitation, density difference and to a lesser extent the geometry of the flow domain, significantly influence the thickness of the lens and mixing zone. The thickness of the mixing zone is also significantly influenced by dispersion (as the lens grows), diffusion (at steady state) and distance from a drain (caused by convergence). Field observations show that geological layering influences these processes importantly and that head differences often overrule the effects of density difference. Groundwater salinity is furthermore influenced by re-mixing of soil- and rainwater, dual porosity and preferential flow. If there is significant seepage, the thickness of a lens can be estimated by an analytical solution.

The effects of weather and climate variations were numerically studied using sinusoidal and actual net precipitation patterns. The average lens thickness is hardly influenced by weather fluctuations and we can relate minimum and maximum lens thickness to this average thickness. The thickness of the mixing zone can be derived from the “travelled distance” from its center: thickness increases with increasing vertical movement due to alternating precipitation and evaporation. Field observations confirm this, but show concentration of dynamics in the top of the lens. This is not contradictory since the mixing zone for the studied site starts very near the ground water table, so indeed the mixing zone thickness is influenced by precipitation events. Convolution theory can be used to determine the impulse-response function for a thin lens which enables derivation of the delay and amplitude of a lens reaction to changes in climate.

The cation exchange process was investigated using a numerical model based on field data. On the short term, the process is characterized by the salt-shock caused by the large difference in concentration between rainwater and seepage water. The pore water quality changes quickly from saline to relatively fresh and from sodium and magnesium dominated to calcium dominated. On the long term, changes of the soil complex occur. This is a process of several centuries (even for the shallow systems studied), since the amount of cations in the fresh solution is very small compared to the amount of cations adsorbed to the soil. Initially, both calcium and magnesium in the sorption complex increase and later magnesium is outcompeted by calcium. The net flux downward has a much larger effect on the mixing process than short-term variations and the influence of tile drainage. Although the main flow component is horizontal, the water quality and soil complex are only influenced by the vertical flow that causes mixing of water with different composition. Comparison of the numerical model with field data from both study sites in Zeeland confirm our results and show that equilibrium has not yet been reached.

Influence of saline groundwater on vegetation development has been assessed simulating combinations of different vegetation types, soil characteristics and groundwater levels and –salinities for two different climates. We assessed the relative importance of these parameters on the fresh water availability and stress experienced by vegetation and put this in perspective of stress due to drought and lack of oxygen. Soil type and climate are shown to be the most important parameters. Salinity stress is substantial, but small compared to stress caused by lack of oxygen and drought. For areas with groundwater with limited salinity, salt tolerance may be a parameter that can be used to improve sustainability of agriculture. Where groundwater is more saline, soil and ground water management are the most effective tools.

Vochtige bossen, tussen verdrogen en nat gaan : OBN deskundigenteam Nat zandlandschap
Burg, A. van den; Bijlsma, R.J. ; Brouwer, E. ; Waal, R.W. de - \ 2016
VBNE, Vereniging van Bos- en Natuurterreineigenaren - 36 p.
bosbeheer - waterbeheer - bossen - bosecologie - ecohydrologie - grondwater - grondwaterstand - beekdalen - forest administration - water management - forests - forest ecology - ecohydrology - groundwater - groundwater level - brook valleys
Deze brochure is geschreven voor bos- en waterbeheerders, landschapsecologen en provinciale beleidsambtenaren, om hen te stimuleren de vochtige bossen met meer aandacht te bekijken. De brochure beschrijft om welke bostypen het gaat, hoe je deze kunt herkennen, in welke landschappen ze voorkomen en hoe ze functioneren.
De Wageningen Lowland Runoff Simulator (WALRUS): een snel neerslag-afvoermodel speciaal voor laaglandstroomgebieden
Brauer, C.C. ; Torfs, P.J.J.F. ; Teuling, A.J. ; Uijlenhoet, R. - \ 2016
Stromingen : vakblad voor hydrologen 22 (2016)1. - ISSN 1382-6069 - p. 7 - 18.
neerslag - hydrologie van stroomgebieden - modellen - afvoerwater - laaglandgebieden - stroomgebieden - grondwater - oppervlaktewater - kwel - reservoirs - droogte - risicoanalyse - precipitation - catchment hydrology - models - effluents - lowland areas - watersheds - groundwater - surface water - seepage - drought - risk analysis
De Wageningen Lowland Runoff Simulator (WALRUS) is een nieuw neerslag-afvoermodel dat het gat moet vullen tussen complexe, ruimtelijk gedistribueerde modellen die vaak gebruikt worden in laaglandstroomgebieden en simpele, ruimtelijk geïntegreerde, parametrische modellen die voornamelijk zijn ontwikkeld voor hellende stroomgebieden. WALRUS houdt expliciet rekening met hydrologische processen die belangrijk zijn in laaglandgebieden, in het bijzonder (1) de koppeling tussen grondwater en onverzadigde zone, (2) vochttoestandafhankelijke stroomroutes, (3) grondwater-oppervlaktewaterterugkoppeling en (4) kwel, wegzijging en het inlaten of wegpompen van oppervlaktewater. WALRUS bestaat uit een gekoppeld reservoir voor grondwater en onverzadigde zone, een reservoir voor snelle stroomroutes en een oppervlaktewaterreservoir. Het is geschikt voor operationele toepassingen omdat het efficiënt rekent en numeriek stabiel is. In de vrij toegankelijke modelcode zijn standaardrelaties geïmplementeerd, zodat er slechts vier parameters overblijven die gekalibreerd hoeven te worden. Het model is geschikt voor het operationeel simuleren van hoogwater en droogte ten behoeve van risico-analyses en scenario-analyses, voor het ontwerpen van infrastructuur en voor het aanvullen van ontbrekende gegevens in afvoermeetreeksen
Een nieuwe en handzame lysimeter: eerste stap naar een nationaal netwerk voor de werkelijke verdamping?
Voortman, Bernard ; Witte, J.P. ; Rheenen, Hans van; Bosveld, F. ; Elbers, J.A. ; Bolt, F.J.E. van der; Heijkers, J. ; Hoogendoorn, Jan ; Bolman, A. ; Spek, T. ; Voogt, M. - \ 2016
Stromingen : vakblad voor hydrologen 22 (2016)2. - ISSN 1382-6069 - p. 49 - 63.
hydrologie - neerslag - waterbalans - grondwater - lysimeters - evaporatie - hydrology - precipitation - water balance - groundwater - evaporation
Vrijwel overal op aarde verdampt meer dan de helft van het neerslagwater, ook in Nederland. Toch wordt deze grote verliespost in ons land slechts sporadisch gemeten. Door inspanningen van kennisinstituten, bedrijven en overheid is daarom een lysimeter ontwikkeld. Metingen in 2014 en 2015 op twee locaties vertonen opvallende verschillen, maar ook grote overeenkomsten, met eddy-correlatiemetingen. Schattingen van de verdamping via satellietdata zijn hoger dan de metingen. Tijd daarom, om metingen in het veld te combineren met modellen en waarnemingen vanuit de ruimte
Herstel kwaliteit van natte heide in het zandlandschap
Wallis de Vries, M.F. ; Bobbink, R. ; Jansen, A.J.M. ; Vogels, J.J. - \ 2016
Landschap : tijdschrift voor Landschapsecologie en Milieukunde 33 (2016)2. - ISSN 0169-6300 - p. 110 - 115.
016-3951 - natuurbeheer - ecologisch herstel - heidegebieden - bodemkwaliteit - flora - vegetatie - fauna - toegepast onderzoek - bodems van waterrijke gebieden - grondwater - nature management - ecological restoration - heathlands - soil quality - vegetation - applied research - wetland soils - groundwater
Het verspreidingsgebied van natte heiden is in omvang min of meer gelijk gebleven sinds de laatste ontginningen. De kwaliteit blijft echter een dalende trend vertonen door de inwerking van stikstofdepositie en verdroging. Tegelijkertijd zijn er veelbelovende resultaten geboekt door nieuwe vormen van herstelbeheer. OBN heeft daarvoor de kennisbasis ontwikkeld. In dit artikel worden de daaruit voortvloeiende inzichten uiteen gezet en worden uitdagingen voor de toekomst geschetst.
Voederbieten : minder stikstofverliezen na scheuren grasland
Pijlman, J. ; Hilhorst, G.J. ; Gerner, L. ; Kessel, T. van - \ 2016
V-focus 13 (2016)2. - ISSN 1574-1575 - p. 32 - 33.
voederbieten - graslanden - mineralen - stikstof - oppervlaktewater - grondwater - maïs - melkveehouderij - fodder beet - grasslands - minerals - nitrogen - surface water - groundwater - maize - dairy farming
In het project Vruchtbare Kringloop Achterhoek en Liemers werken 250 melkveehouders aan het verbeteren van de mineralenbenutting op bedrijfsniveau en het beperken van verliezen naar oppervlakte- en grondwater. Wat betreft stikstof zijn de verliezen het hoogst bij maisteelt op gescheurd grasland. In de Kennisgroep Bodem van het project heeft melkveehouder Arjan Freriks de handschoen opgepakt om dit probleem op te lossen met de teelt van voederbieten.
PEARL model for pesticide behaviour and emissions in soil-plant systems
Berg, F. van den; Tiktak, A. ; Boesten, J.J.T.I. ; Linden, A.M.A. van der - \ 2016
Wageningen : Statutory Research Tasks Unit for Nature & the Environment (WOt-technical report 61) - 134 p.
pesticides - emission - models - leaching - modeling - soil - drainage - groundwater - soil plant relationships - pesticiden - emissie - modellen - uitspoelen - modelleren - bodem - grondwater - bodem-plant relaties
In the EU the risk of leaching of plant protection products is assessed according to the new regulation 1107/2009. For the assessment of this risk the FOCUS Groundwater scenarios have been developed. The PEARL model is one of the models that can be used to calculate the leaching concentration in groundwater
for these scenarios. At the national level, the GeoPEARL model is used to assess the 90th percentile in space of the plant protection product in its area of use. In this report a description is given of all processes considered to describe the fate of the plant protection product in the plant-soil system, such as transport in
the soil matrix and in the macropore domain of the soil, transformation, volatilisation and sorption in soil, and processes at the plant canopy (volatilisation, penetration into the plant tissue and phototransformation
on the plant surface). The PEARL model is integrated with the hydrological model SWAP. This report describes the most important processes to describe the hydrology of the soil system. Furthermore, the recent additions of the PEARL model for paddy rice systems, as well as those to simulate the fate in
greenhouse systems are also presented.
Effect of water use by smallholder farms in the Letaba basin : a case study using the SIMGRO model
Querner, E.P. ; Froebrich, J. ; Clercq, Willem de; Jovanovic, Nebo - \ 2016
Alterra, Wageningen-UR (Alterra-report 2715) - 49 p.
hydrology - models - groundwater - surface water - irrigation - farming systems - limpopo - south africa - hydrologie - modellen - grondwater - oppervlaktewater - irrigatie - bedrijfssystemen - zuid-afrika
For the Letaba basin situated in the South African part of the Limpopo basin, a hydrological study was carried out in order to quantify the effect of smallholder farming on river flows. Important was to study the consequences of improved agricultural systems on the river flows, in particular for the Kruger National Park situated in the lower part of the Letaba basin. The SIMGRO model was used in this study, which integrates groundwater and surface water. The model was calibrated, and furthermore a comparison of measured discharges and groundwater levels against calculated discharges and groundwater levels, revealed that the model is suiTable for practical analysis. For the smallholders farms different scenarios were defined with different levels of crop yield. An increase in crop yield has consequences on more water use as irrigation and crop water use. Because the area covering smallholder farming is only 0.5% of the basin, the effects of changes in water use are relatively small. In a scenario, the weather conditions for 2050 were analysed. This reveals that discharges will go down by 30% on average, which means a substantial reduction of the water resources.
Evaluation of the Dutch leaching decision tree with the substances bentazone, MCPA and mecoprop
Linden, A.M.A. van der; Beltman, W.H.J. ; Boesten, J.J.T.I. ; Pol, J.W. - \ 2015
Bilthoven : RIVM (RIVM report 2015-0095) - 78
pesticides - groundwater - drinking water - water quality - water pollution - degradation - risk assessment - sorption - decision models - leaching - bentazone - mcpa - pesticiden - grondwater - drinkwater - waterkwaliteit - waterverontreiniging - degradatie - risicoschatting - sorptie - beslissingsmodellen - uitspoelen - bentazon
Sinds 2004 wordt een beslismodel (beslisboom) gebruikt om te beoordelen in welke mate een gewasbeschermingsmiddel uitspoelt naar het grondwater. Uit een evaluatie van het RIVM, het College voor de toelating van gewasbeschermingsmiddelen en biociden (Ctgb) en onderzoekinstituut Alterra blijkt dat de beslisboom goed werkt en state of the art is. Wel laten de stofgegevens waarmee wordt gerekend te wensen over. Om de kwaliteit van het grondwater te waarborgen moeten deze gegevens zorgvuldiger worden afgeleid.
Relatie tussen stikstofbodemoverschot en waterkwaliteit
Hooijboer, A. ; Oenema, J. ; Doornewaard, G.J. - \ 2015
Nieuwsbrief Koeien & Kansen (2015)43. - p. 2 - 2.
nitraatuitspoeling - stikstofmeststoffen - waterkwaliteit - grondwater - bemesting - mestoverschotten - uitspoelen - nitrate leaching - nitrogen fertilizers - water quality - groundwater - fertilizer application - manure surpluses - leaching
Minder uitspoeling van nitraat naar het grondwater is een doel van het mestbeleid. Bij efficiëntere stikstofbemesting zou het overschot aan stikstof in de bodem moeten dalen. Daarmee zou je verwachten dat ook de nitraatconcentratie in het grondwater vermindert. Maar is dat ook zo?
Meerwaarde van ruimtelijke neerslagdata voor het modelleren van stijghoogtefluctuaties
Ottow, Bouke Pieter ; Schuurmans, H. ; Steijn, T. van - \ 2015
Stromingen : vakblad voor hydrologen 24 (2015)4. - ISSN 1382-6069 - p. 43 - 52.
grondwaterstand - watersystemen - neerslag - grondwater - hydrologie - tijdreeksen - gegevensanalyse - grondwateraanvulling - groundwater level - water systems - precipitation - groundwater - hydrology - time series - data analysis - groundwater recharge
Om het effect van velerlei processen die van invloed zijn op grondwaterstanden goed te kunnen analyseren, is het belangrijk om goed te weten wat de respons van het grondwatersysteem is op de neerslag. Een methode om dat te modelleren is de PIRFICT tijdreeksanalyse geïmplementeerd in het programma Menyanthes. De meest gebruikte databron voor neerslag is de neerslagstations van het KNMI. Waar de neerslagstations soms 5 à 10 km van een peilbuis af staan, zorgen radargebaseerde neerslagproducten voor vlakdekkende informatie. Hiermee wordt een nauwkeuriger beeld van de lokale neerslag verkregen. De invloed van dit verschil op een tijdreeksanalysemodel is onderzocht voor 77 locaties met 109 peilbuisfilters in de Mariapeel (Noord-Brabant/Limburg). De gemiddelde verklaarde variantie van de modellen ging door gebruik van de Nationale Regenradar omhoog van 69,1% naar 76,9%. Het resultaat van deze case studie geeft aan dat het opportuun is om ook elders ruimtelijke informatie van neerslag te gebruiken voor grondwaterstudies.
Achtergrondverlaging en grondwateraanvulling in Noord-Brabant
Witte, J.P.M. ; Leunk, I. ; Cirkel, D.G. ; Aarts, Frans - \ 2015
Stromingen : vakblad voor hydrologen 24 (2015)4. - ISSN 1382-6069 - p. 53 - 66.
grondwater - waterstand - grondwaterstand - zandgronden - agrohydrologie - gewasopbrengst - noord-brabant - beregening - grondwaterwinning - grondwateraanvulling - groundwater - water level - groundwater level - sandy soils - agrohydrology - crop yield - overhead irrigation - groundwater extraction - groundwater recharge
Achtergrondverlaging is dat deel van de gemeten grondwaterstandsdaling, dat niet door hydrologische berekeningen wordt verklaard. In het Nederlandse zandlandschap bedraagt dit deel, gemeten vanaf de jaren vijftig van de vorige eeuw, gemiddeld enkele decimeters. In dit artikel laten we zien dat de achtergrondverlaging in de provincie Noord-Brabant waarschijnlijk grotendeels is veroorzaakt door de afname van de grondwateraanvulling. Die afname hangt samen met veranderingen in het landgebruik en met een stijging van gewasopbrengsten in de landbouw.
Het legendarische gat van Wormer: de oorsprong : Geen mysterie, raketinslag, waterput of daliegat, maar ontstaan door droogte en scheurvorming in een verland petgat
Dekker, L.W. ; Wesseling, J.G. - \ 2015
Stromingen : vakblad voor hydrologen 24 (2015)4. - ISSN 1382-6069 - p. 73 - 86.
veengebieden - graslanden - hydrologie - geohydrologie - verdroging (milieu) - scheurvorming - grondwater - peatlands - grasslands - hydrology - geohydrology - groundwater depletion - cracking - groundwater
Op 17 september 1959 werd de rust in Wormer ruw verstoord door de vondst van een eigenaardig gat met een diameter van circa 60 centimeter in het weiland van veehouder J. Jongert. Ofschoon er steeds is gesproken over 'het Gat van Wormer' gaat het eigenlijk om drie gaten. Het eerste, in het veengrasland van R. Grevers, was al eerder ontdekt, namelijk op 4 juli van hetzelfde jaar. Grevers had het gat echter snel gedempt omdat het een gevaar vormde voor de koeien op zijn land. Het gat van Jongert werd groot nieuws en trok zelfs filmploegen uit Amerika, Canada en tal van Europese landen naar Wormer. De inslag van een projectiel van onbekende makelij leek de meest voor de hand liggende gedachte. En dus verscheen Defensie ten tonele. Onder leiding van kapitein J.J. Blommaart van de Explosieven Opruimingsdienst in Culemborg werd een poging gedaan om met zwaar materieel de boel uit te graven. Blommaart zocht de oorzaak in de inslag van een raket, mogelijk een Russische raket of een trap van een Spoetnik. Het onderzoek in en rondom het gat leverde echter niets op en werd daarom gestaakt. Op 19 augustus 1975 werd opnieuw een gat ontdekt in het een grasland van W. Dokter op geringe afstand van de weilanden waarin in 1959
de gaten werden gevonden. De gemeente schakelde de Rijks Geologische Dienst in, die concludeerde dat het gat het gevolg was van eerder menselijk ingrijpen. De gaten zouden ontstaan zijn op plekken waar in de middeleeuwen kalkrijke klei uit de ondergrond was gewonnen voor bemestingsdoeleinden. In dit artikel zullen we echter aantonen dat de Wormer gaten het gevolg zijn van een hydrologisch verschijnsel. Ze zijn namelijk ontstaan door uitdroging en scheurvorming van de bovengrond in verlande trekgaten, waaruit vroeger turf is gewonnen.
Landsdekkende schematisering en parameterisatie van het topsysteem ten behoeve van hydrologische modellering
Gaast, J.W.J. van der; Vroon, H.R.J. ; Massop, H.T.L. ; Wesseling, J.G. - \ 2015
Alterra, Wageningen-UR (Alterra-rapport 2686) - 106 p.
bodem - bodemkarteringen - geohydrologie - hydrologie - modellen - grondwater - anisotropie - soil - soil surveys - geohydrology - hydrology - models - groundwater - anisotropy
In deze studie is gedetailleerde bodemkundige informatie gekoppeld aan geohydrologische informatie om de effecten van sturing in het oppervlaktewater op het grondwater met modellen te kunnen verkennen. De schematisering van het topsysteem heeft betrekking op zowel de laagopbouw (verticaal) als de ruimtelijke toekenning (horizontaal). Daarnaast is de bodemfysische parameterisatie van de bodemlagen aangepast om rekening te houden met anisotropie als gevolg van gelaagdheid van de bodem. Deze informatie is noodzakelijk om zowel de effectiviteit als de ruimtelijke uitstraling van maatregelen tussen gebieden hydrologisch te kunnen kwantificeren.
Maatregelen emissiebeperking, effectiviteit en bereik via borgingsinstrumenten
Kool, S.A.M. de; Wijnands, F.G. ; Gooijer, Y.M. ; Leendertse, P.C. ; Brinks, H. - \ 2015
Praktijkonderzoek Plant & Omgeving, Business Unit Bloembollen, Boomkwekerij en Fruit (PPO publicatie 2015-665) - 67 p.
emissiereductie - emissie - chemische bestrijding - pesticiden - oppervlaktewater - grondwater - plantenkwekerijen - maïs - bloembollen - akkerbouw - tuinbouw - emission reduction - emission - chemical control - pesticides - surface water - groundwater - nurseries - maize - ornamental bulbs - arable farming - horticulture
In 2012 is het project Water ABC gestart om waterkwaliteitsproblemen veroorzaakt door gewasbeschermingsmiddelen verder terug te dringen. In de volgende werkgebieden is in 2012-2013 gewerkt aan het vaststellen van de belangrijkste emissieroutes van de probleemstoffen en de selectie van mogelijke maatregelen en passende borgingsinstrumenten: Regio Boskoop, werkgebied Hoogheemraadschap van Rijnland: hier ligt het accent op de boomkwekerij. Zuidoost Nederland, werkgebied Waterschap Aa en Maas: accent op mais. Regio Noord en Zuid Holland, werkgebied van Hoogheemraadschap Rijnland en Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier: accent bollenteelt. Friesland en Flevoland, werkgebied van Wetterskip Fryslân en Waterschap Zuiderzeeland: accent puntemissies akkerbouw. Brabant en Bommelerwaard, werkgebied van Brabant Water en Dunea: accent op kwetsbare gebieden (diverse sectoren: fruitteelt, akkerbouw), zowel oppervlaktewater als grondwater. Dit rapport documenteert de uitkomsten van het werk in de 5 gebieden. Achtereenvolgens komen per werkgebied aan de orde: de belangrijkste emissieroutes, de mogelijke maatregelen per route en de passende borgingsinstrumenten. Vervolgens wordt besproken hoe effectief het pakket geselecteerde maatregelen is in het beperken van de betreffende emissieroute. Daarna wordt ingezoomd op het bereik van de mogelijke borgingsinstrumenten. Zo ontstaat zicht op het werkelijke perspectief van beperking van emissie voor de verschillende werkgebieden en wordt duidelijk wat er eventueel nog gedaan moet worden.
Bioremediation of chlorinated ethenes in aquifer thermal energy storage
Ni, Z. - \ 2015
University. Promotor(en): Huub Rijnaarts, co-promotor(en): Tim Grotenhuis; P.F.M. van Gaans. - Wageningen : Wageningen University - ISBN 9789462575752 - 216
watervoerende lagen - thermische energie - verzwakking - grondwater - waterzuivering - duurzame energie - biogeochemie - aquifers - thermal energy - attenuation - groundwater - water treatment - sustainable energy - biogeochemistry

Subjects: bioremediation; biodegradation; environmental biotechnology, subsurface and groundwater contamination; biological processes; geochemistry; microbiology

The combination of enhanced natural attenuation (ENA) of chlorinated volatile organic compounds (CVOCs) and aquifer thermal energy storage (ATES) appears attractive because such integration provides a promising solution for redevelopment of urban areas in terms of improving the local environmental quality as well as achieving sustainable energy supply. It will reduce the current negative interference between groundwater contaminants and ATES systems that arises from the rapid increase of ATES system numbers and generally long duration of contaminated groundwater treatments. However, currently the implementation of the combined system is at an initial stage, and still requires comprehensive study before advancing to mature application. Studies should specifically focus on understanding of the basic biogeochemical processes in aquifer systems under conditions of ATES and enhanced bioremediation and their mutual impacts when combined in ATES-ENA. To this end, the research as reported in this thesis employed laboratory experiments and modeling approaches focused on finding the essential process factors involved in the combined system, revealing possible drawbacks, and providing a better understanding to design alternative options on better operation of the combined system.

Chapter 2 assessed the limiting factor for reductive dechlorination of PCE in an Fe(III) reducing aquifer, being the typical type of subsurface in the Netherlands. A step-wise batch study was performed which consisted of redox conditioning by lactate and ascorbic acid, followed by reductive dechlorination in different scenarios. For the sediment material sampled from the Fe(III) reducing aquifer, conditioning of the redox potential could stimulate PCE dechlorination. It was concluded that 75 µmol electron equivalents per gram dry mass of aquifer material was the threshold to obtain a redox potential of -450 mV, which is theoretically suitable for PCE reductive dechlorination. However, dechlorinating bacteria required for fully reductive dechlorination are generally lacking in Fe(III) reducing aquifers. Without bioaugmentation of dechlorinating bacteria, PCE could only be reduced to TCE or cis-DCE. The step-wise approach and findings obtained from different scenarios tested in this study are relevant for improving the cost-effectiveness of the design and operation of in situ bioremediation. The redox potential of an aquifer can be used as a general indicator to evaluate the potential for CVOCs reductive dechlorination. For achieving specific goals of in situ bioremediation projects at different CVOCs contaminated sites with various environmental conditions, the balance between cost, benefit, and potential risks (e.g. bio‑chemical well clogging due to bacteria growth and precipitation of metal-oxides) should be estimated before the design and operation of the ATES-ENA systems. This chapter provides insights into the essential factors that determine the feasibility of ATES-ENA.

In Chapter 3, the two most important impacts of ATES on enhanced bioremediation of CVOCs were investigated using batch experiments. Besides, another type of underground thermal energy storage system, the borehole thermal energy storage (BTES) was also studied as a comparison to ATES. Here cis-DCE was targeted as it is commonly found to accumulate in the subsurface due to incomplete dechlorination. Compared to a natural situation (NS) with sufficient electron donor and bioaugmentation at a constant temperature of 10 ˚C, we assessed the effect of ATES by exchanging liquid between bottles kept at 25 and 5 ˚C, and the effect of BTES by alternating temperature between 25 and 5 ˚C periodically. Under ATES warm condition, cis-DCE was dechlorinated to ethene and at an increasing rate with each liquid exchange, despite no biodegradation being observed under ATES cold condition. The overall removal rate under alternating ATES conditions reached 1.83 μmol cis‑DCE/day, which was over 1.5 and 13 times faster than those in BTES and NS conditions. Most probably growth of biomass occurred under ATES warm condition, leading to an autocatalytic increase in conversion rates due to higher biomass concentration. Comparison between batches with or without Dehalococcoides inoculum revealed that their initial presence is a determining factor for the dechlorination process. Temperature then became the dominant factor when Dehalococcoides concentration was sufficient. The results also indicated that Dehalococcoides was preferentially attached to the soil matrix. This chapter highlights the importance of the dynamic temperature regimes in ATES on the bioremediation of CVOCs and recommends to implement biostimulation actions in the ATES warm well.

Further impacts of ATES related to change in redox condition on bioremediation of CVOCs, with focus on microbial responses of Dehalococcoides, were explored in Chapter 4. In this chapter, we adopted a recirculating column experiment with a flow rate of 10 mL/min (representing the flow velocity at a distance of 1.3 m from the center of a typical ATES well) to simulate the ATES system. To mimic potential periodic redox fluctuations that accompany ATES, serial additions of lactate and nitrate were performed. Firstly, also at the relatively high liquid velocity (compared to normal bioremediation conditions) complete reductive dechlorination from cis-DCE to ethene was achieved in the column system. However, dechlorination was immediately terminated by subsequent nitrate addition due to direct interruption of Dehalococcoides retention to the soil matrix. In our column system, which was much more homogeneous than subsurface in reality, repeated interruption of dechlorination via Dehalococcoides was extremely severe. Such repeated interruption by nitrate dosing eventually led to less easily reversible while requiring more efforts for recovering dechlorination. In addition, the hypothesis of the immobility of Dehalococcoides was further confirmed by the microbial analysis of microorganism in the liquid phase where only less than 0.1% of the Dehalococcoides inoculum could be found back. Although some field studies demonstrated easier regeneration of Dehalococcoides in the subsurface after suffering oxidant, results from this chapter emphasized the sensitive resilience of Dehalococcoides which needs careful consideration in biostimulated ATES condition, and a functional combined system requires dedicated ATES operation and monitoring on the aquifer geochemical conditions.

The major concern on possible negative impact of enhanced bioremediation on ATES is biological clogging attributed to biomass growth. As chemical clogging due to Fe(III) precipitates is a common problem in the functioning of ATES, the clogging issues (both biological and chemical) should be addressed before practical application. The potential clogging issues in the combined system were then researched in Chapter 5 using the same recirculating column system as in the previous chapter. For this purpose, two flow rates, 10 and 50 mL/min, were implemented. In the two columns, enhanced biological activity and chemically promoted Fe-oxide precipitation were studied by addition of lactate and nitrate respectively. Pressure drop (∆P) between the influent and effluent of the columns was monitored to indicate clogging of the system. The results showed no increase in ∆P during the period of enhanced biological activity, with large amount of lactate and active inoculum being added, even when the concentration of total bacteria in the liquid phase increased by four orders of magnitude. Nitrate addition, however, caused significant increase of ∆P. Remarkably, in the column with higher flow rate (50 mL/min), an unforeseen blow-up occurred at the end of experiment, as the buildup of pressure in the system was higher than the strength of the glass column. However, in the column with flow rate of 10 mL/min, high pressure buildup caused by nitrate addition could be alleviated by lactate addition. Such finding indicates that the risk of biological clogging related to biostimulation is relatively small, because by maintaining a low redox condition biostimulation itself may counter chemical clogging in ATES. Nevertheless, acknowledging that a column system cannot fully mimic real ATES conditions, additional tests are necessary to further investigate the clogging issues in the combined system.

In Chapter 6, we performed a simulation of ATES-ENA with a reactive transport model, using ATES as the engineering tool for lactate injection in a hypothetical TCE contaminated aquifer which is assumed to be homogeneous. Many relevant processes in the combined system were simulated, such as TCE, cis-DCE and VC dechlorination, sulphate and Fe(III) reduction, organic acid fermentation and oxidation and growth of different biomass. In total 15 scenarios are considered in the model, including variations in lactate dosage (three concentration levels: 3.8, 1.9 and 0.38 mmol/L), temperature (three pairs for the ATES cold/warm well: 5/15 ˚C, 10/10 ˚C, 5/25 ˚C), biomass mobility (purely mobile or immobile), and pH limitation on Fe(III) reduction (absence and presence of such an effect). In the five years’ simulation by the model, complete dechlorination to ethene was achieved within 1 year, in the influence zone of the ATES wells, for the reference scenario with 3.8 mmol/L lactate, 5/15 ˚C ATES well temperatures and mobile biomass. Scenarios with lower dosage of lactate gave results with less dechlorination progress. Growth of biomass, especially iron reducer and lactate fermenter, was significant also in the first year (for both mobile and immobile biomass scenarios). Biomass also spread throughout the influence volume of ATES for both warm and cold wells. However, scenarios with different well-temperature pairs did not noteworthy differ in dechlorination progress. This could probably be due to biomass concentration being the limiting factor in this model setup, while temperature was not. Such situation was quite different than that in Chapter 3, of which experiment with bioaugmentation in the beginning. Besides, the model here could not include the important autocatalytic process (Chapter 3) which generated much faster dechlorination than just could be realized by only temperature increase in this chapter. In general, the modeling in this chapter suggests that applying ATES as engineering tool for biostimulation (substrate injection and bioaugmentation) can be a cost-effective approach to support the combined system.

Eventually in Chapter 7, overall discussions upon results gained from previous chapters were integrated and the research questions as presented in the introduction are reiterated. In addition, recommendation upon future study, and wider implications with future perspective for practical application are also discussed. We concluded that redox condition is the most essential factor in the ATES-ENA system. The mutual impacts of ATES and ENA were revealed to be quite positive. Elevated temperature in the ATES warm well synergizing with groundwater transport can provide “1 + 1 > 2” effect. Besides, ENA can probably reduce risk of chemical clogging in ATES, instead of causing biological clogging. The further investigation was recommended to perform with larger scale pilot tests. Finally, a brief review of possible applications was given for two countries, the Netherlands and China, which both have dense groundwater and subsurface contaminations around urban areas. The ATES technology is much more mature in the Netherlands, whereas in China, the advantage is the more flexible usage of subsurface. For both countries, ATES-ENA can provide cost‑effective outcomes on both energy production and groundwater management.

Check title to add to marked list
<< previous | next >>

Show 20 50 100 records per page

 
Please log in to use this service. Login as Wageningen University & Research user or guest user in upper right hand corner of this page.