Exploration of alternative models to calculate wheather effects on nitrate concentration : Comparison of the models ONZAT, HYDRUS-1D and SWAP

Het Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid (LMM) meet sinds 1992 de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater om de effecten van overheidsbeleid op de concentraties in beeld te brengen. De hoogte van de gemeten nitraatconcentraties is afhankelijk van het weer, vooral van de hoeveelheid neerslag in de voorafgaande jaren. Na een aantal regenrijke jaren is de nitraatconcentratie door verdunning bijvoorbeeld meestal lager dan normaal. Het RIVM verwerkt deze weerseffecten in de meetresultaten, zodat de effecten van het beleid nauwkeuriger zichtbaar zijn. Dit wordt gedaan met een rekenmodel. SWAP-model geschikter voor indexcontratie Tot op heden gebruikt het RIVM voor de berekening van de indexconcentraties het zelf ontwikkelde model ONZAT, een model dat berekent in welke mate stoffen door de bodem naar en in het bovenste grondwater worden getransporteerd. ONZAT wordt echter niet meer verder ontwikkeld of onderhouden. Hierdoor ontstond de behoefte bij het RIVM om over te stappen op een algemener gebruikt model. Na vergelijking van enkele modellen komt het zogeheten SWAP-model (Soil, Water, Atmosphere and Plant) als het meest geschikt naar voren als vervanging voor ONZAT. De migratie van het ONZAT-model naar SWAP blijkt geen significant effect te hebben op de weerscorrectie van de nitraatmetingen, ondanks de verschillen tussen de modellen.The Minerals Policy Monitoring Programme (LMM) has measured the nitrate concentrations in the upper groundwater since 1992 in order to show the effects of the national minerals policies on concentrations. However, these nitrate concentrations are also subject to weather influences, especially the precipitation excess in previous years. After a couple of years with high precipitation excess the measured nitrate concentration usually is lower than normal due to dilution. RIVM accounts for these weather influences on measurement so that policy effects on trends in water quality become more distinct. This is done by using a hydrological process model. SWAP model more suitable for index concentration RIVM still uses the ONZAT model, developed by RIVM, for the calculations of the index concentration. However, ONZAT, a model to calculate transport of substances through the soil towards and through groundwater, is no longer updated or maintained. Therefore, RIVM considered it desirable to select and use another, more generally applied process model for the computation of index concentrations. The model comparisons showed that SWAP (Soil, Water, Atmosphere and Plant) was the most suitable successor for ONZAT to calculate index concentrations. The migration of the ONZAT model to SWAP does not have a significant effect on the weather corrections of the nitrate measurements, notwithstanding the differences between these models.Ministerie van I&

Trends door meetgegevens : keuzes bij een opdrachtverstrekking

Het bepalen van een trend door meetgegevens is niet triviaal. Het hangt af van welke trend-methodiek gebruikt is. Het hangt ook af van welke databewerkingen toegepast zijn. Elk instituut heeft zijn eigen werkwijze. Daardoor kan het voorkomen dat, op basis van dezelfde set aan ruwe meetgegevens, het ene instituut zegt dat de trend dalend is, het andere zegt dat het stijgend is, en de volgende zegt dat het stabiel is. Tegenstrijdige conclusies, daar worden opdrachtgevers niet blij van. In deze notitie worden een aantal keuzes genoemd waarmee de opdrachtgever, en de hoofd- en onderaannemers ervan, rekening kunnen houden bij een opdrachtverstrekking. Het voorkomen van tegenstrijdige trendanalyse-conclusies kan geminimaliseerd worden als de juiste keuzes ge-maakt worden. Er wordt daarbij aanbevolen om een ‘werkgroep statistiek’ in het leven te roepen. Deze is op incidentele basis oproepbaar en kan betrokken worden bij trendanalyses, als vraagbaak en/of om (on)gevraagd advies te geven. De scope van zo’n werkgroep statistiek beperkt zich niet tot de Evaluatie Meststoffenwet. Het kan ook op andere terreinen ingezet worden. Ook wordt aanbevolen om zo vroeg mogelijk te starten met de afstemming tussen opdrachtgever en hoofd-aannemer (verantwoordelijk voor het ‘verzamelrapport’) en tussen de hoofd- en onderaannemers (verantwoordelijk voor de onderliggende onderzoeksrapporten). Hiermee kan voorkomen worden dat tijdens het stressvolle productieproces nog problemen optreden

Duurzame maïsteelt op zandgrond : verslag van een deskundigendag, gehouden op 22 april 2010

Voor de melkveehouderij op zandgrond is de maïsteelt belangrijk. Zetmeelrijke, eiwitarme maïs combineert uitstekend met zetmeelarm maar eiwitrijk gras, wat goed is voor de koe maar ook voor het milieu omdat een maïsgewas zeer efficiënt met water omgaat en omdat een rantsoen met maïs de emissies van lachgas en ammoniak beperkt. Bovendien kan door de voeding van maïs op krachtvoer worden bespaard. Daar staat tegenover dat op veel bedrijven bij de maïsteelt te veel meststoffen en herbiciden naar het grond- en oppervlaktewater verloren gaan. Dat maakt het voor waterbeheerders moeilijk te voldoen aan de kwaliteitsnormen die de Kaderrichtlijn Water (KRW) stelt. Ook de maïstelers zijn daar niet blij mee, omdat dit duidt op een slechte benutting van grondstoffen. De teeltkosten zijn dan te hoog, de gewasopbrengsten te laag, of de bodemkwaliteit lijdt eronder

Methoden voor trendanalyse bij de Evaluatie Meststoffenwet

Dit rapport is het resultaat van de Werkgroep Statistiek en geeft een overzicht van trendmethoden voor de Evaluatie Meststoffenwet (EMW). Het rapport richt zich specifiek op onderzoekers die met de trendmethoden werken. Daarnaast is er een werkwijzerapport, waarin beschreven wordt hoe om te gaan met de trendmethoden bij de EMW. Dit rapport beschrijft eerst de problemen die optraden rond de berekening van trends bij de meest recente EMW, te weten de diversiteit aan trends en hun presentatie, en de discrepanties tussen rapporten. Vervolgens gaan we in op de definitie van een trend en de significantie ervan. Naast de keuze voor trendmethode hebben de verschillende voor- en nabewerkingen die uitgevoerd worden op de data een belangrijke invloed hierbij. We behandelen daarom de bewerkingen die zoal mogelijk zijn, en geven aan waarop gelet moet worden. Daarna gaan we in op de verschillende trend-methoden en beschrijven hun voor- en nadelen

Management, regulation and environmental impacts of nitrogen fertilization in northwestern Europe under the Nitrates Directive; a benchmark study

Implementation of the Nitrates Directive (NiD) and its environmental impacts were compared for member states in the northwest of the European Union (Ireland, United Kingdom, Denmark, the Netherlands, Belgium, Northern France and Germany). The main sources of data were national reports for the third reporting period for the NiD (2004–2007) and results of the MITERRA-EUROPE model. Implementation of the NiD in the considered member states is fairly comparable regarding restrictions for where and when to apply fertilizer and manure, but very different regarding application limits for N fertilization. Issues of concern and improvement of the implementation of the NiD are accounting for the fertilizer value of nitrogen in manure, and relating application limits for total nitrogen (N) to potential crop yield and N removal. The most significant environmental effect of the implementation of the NiD since 1995 is a major contribution to the decrease of the soil N balance (N surplus), particularly in Belgium, Denmark, Ireland, the Netherlands and the United Kingdom. This decrease is accompanied by a modest decrease of nitrate concentrations since 2000 in fresh surface waters in most countries. This decrease is less prominent for groundwater in view of delayed response of nitrate in deep aquifers. In spite of improved fertilization practices, the southeast of the Netherlands, the Flemish Region and Brittany remain to be regions of major concern in view of a combination of a high nitrogen surplus, high leaching fractions to groundwater and tenacious exceedance of the water quality standards. On average the gross N balance in 2008 for the seven member states in EUROSTAT and in national reports was about 20 kg N ha<sup>−1</sup> yr<sup>−1</sup> lower than by MITERRA. The major cause is higher estimates of N removal in national reports which can amount to more than 50 kg N ha<sup>−1</sup> yr<sup>−1</sup>. Differences between procedures in member states to assess nitrogen balances and water quality and a lack of cross-boundary policy evaluations are handicaps when benchmarking the effectiveness of the NiD. This provides a challenge for the European Commission and its member states, as the NiD remains an important piece of legislation for protecting drinking water quality in regions with many private or small public production facilities and controlling aquatic eutrophication from agricultural sources

Mapping nitrate leaching to upper groundwater in the sandy regions of The Netherlands, using conceptual knowledge

The European Community asks its Member States to provide a comprehensive and coherent overview of their groundwater chemical status. It is stated that simple conceptual models are necessary to allow assessments of the risks of failing to meet quality objectives. In The Netherlands two monitoring networks (one for agriculture and one for nature) are operational, providing results which can be used for an overview. Two regression models, based upon simple conceptual models, link measured nitrate concentrations to data from remote sensing images of land use, national forest inventory, national cattle inventory, fertiliser use statistics, atmospheric N deposition, soil maps and weather monitoring. The models are used to draw a nitrate leaching map and to estimate the size of the area exceeding the EU limit value in the early 1990s. The 95% confidence interval for the fraction nature and agricultural areas where the EU limit value for nitrate (50 mg/l) was exceeded amounted to 0.77–0.85 while the lower 97.5% confidence limit for the fraction agricultural area where the EU limit value was exceeded amounted to 0.94. Although the two conceptual models can be regarded as simple, the use of the models to give an overview was experienced as complex

Sulfaat in grondwater en oppervlaktewater in Nederland : Overzicht van meetresultaten van nationale meetnetten

Het RIVM heeft een overzicht gemaakt van de sulfaatconcentraties in het gronden oppervlaktewater en welke ontwikkelingen daarin door de tijd hebben plaatsgevonden. Dit is gebeurd op verzoek van de Commissie Deskundigen Meststoffenwet, die een advies voorbereidt over het gebruik van zwavelhoudende meststoffen. Het gebruik van zwavelhoudende meststoffen is een actueel vraagstuk omdat zwavel een belangrijke voedingsstof voor planten is en de afgelopen jaren de depositie van zwavel gedaald is dankzij milieumaatregelen bij industrie en energiebedrijven. Zwavel komt in grond- en oppervlaktewater meestal voor als sulfaat. In de Kleien de Veenregio, in het westen en noorden van het land, is de sulfaatconcentratie van nature op veel locaties hoger dan de geldende milieukwaliteitsnormen. De concentraties liggen in deze delen op ongeveer 40 procent van de meetlocaties hoger dan de normen; dat zijn een streefwaarde van 150 milligram per liter voor grondwater en een MTR-waarde van 100 milligram per liter voor oppervlaktewater. Door de van nature hogere sulfaatconcentraties hebben andere factoren relatief minder invloed op de concentraties. In de Zand- en de Lössregio (het oosten en zuiden van het land) zijn de concentraties duidelijk lager dan de normen (rond de 50 milligram per liter voor landbouw-beïnvloed water en rond de 30 milligram per liter in natuurgebieden). In de Zandregio is de sulfaatconcentratie in het ondiepe grondwater in de afgelopen 20 tot 25 jaar met ongeveer 1 milligram per liter per jaar gedaald.RIVM has made an overview of sulphate concentrations in groundwater and fresh surface waters and which developments have occurred in these concentrations in time. This research was carried out at request of the Scientific Committee of the Manure Act (CDM) that is preparing an advice about the use of sulphur containing fertilisers. The use of sulphur containing fertilisers is a topical issue as sulphur is an important plant nutrient and sulphur depositions have decreased dramatically in recent years due to environmental measures in industry and at power plants. Sulphur usually occurs as sulphate in groundwater and fresh surface waters. In the Clay and the Peat region -the western and northern part of the Netherlands - the sulphate concentration often exceeds the current environmental quality standards under natural conditions. The concentrations in these regions exceed quality standards - a target value of 150 milligram per litre for groundwater and a maximum acceptable risk level 100 milligram per litre for fresh waters - at about 40 percent of the sample locations. As a consequence of these natural high concentrations, other factors have relatively less effect on concentrations. In the Sand and the Loess region - the eastern and southern part of the country - sulphate concentrations are clearly lower than the standards (about 50 milligram per litre in agricultural areas and about 30 milligram per litre in nature areas). The sulphate concentrations in shallow groundwater in the Sand region decreased with about 1 milligram per litre per year during the last 20 to 25 years, i.e. during the period monitoring has been carried out.Ministerie van I&

Experimental characterization of combustion instabilities in high-mass-flux hybrid rocket engines

harvestSpace Systems Egineerin

Minerals Policy Monitoring Programme (LMM) : LMM annual report 2006

De kwaliteit van het bovenste grondwater (recente neerslagoverschot) op landbouwbedrijven is in 2006 licht verbeterd ten opzichte van het jaar ervoor. Het aantal bedrijven in de zand-/lossregio met een gemiddelde nitraatconcentratie beneden de Europese norm van 50 milligram per liter is in 2006, vergeleken met 2005, met bijna 10 procent toegenomen. In de klei- en de veenregio is in 2006 het aantal overschrijdingen vrijwel gelijk aan 2005. Dit blijkt uit gegevens van het Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid (LMM). Het LMM is opgezet om de ontwikkeling in de kwaliteit van het water op landbouwbedrijven te beschrijven en te verklaren in relatie tot beleidsmaatregelen en de landbouwpraktijk. De waterkwaliteit wordt hiervoor gekoppeld aan de landbouwpraktijk in het voorafgaande jaar. Het LEI en het RIVM beheren het meetnet. Op melkveebedrijven is de stikstofbemesting, evenals het stikstofbodemoverschot sinds de jaren negentig van de vorige eeuw fors gedaald. Na 2000 is deze dalende trend afgevlakt. Op akkerbouwbedrijven is de dalende trend minder duidelijk. In 2005 varieerde de totale stikstofbemesting, afhankelijk van bedrijfstype en grondsoort van gemiddeld 198 tot 424 kg/ha en de fosfaatbemesting van 85 tot 125 kg/ha. De aanvoer van stikstof en fosfaat naar de bodem blijft nog steeds groter dan de afvoer: het gemiddelde stikstofbodemoverschot varieerde van 105 tot 188 kg/ha voor verschillende combinaties van bedrijfstype en grondsoort. Voor fosfaat lag dat tussen 23 en 44 kg/ha. De nitraatconcentratie in het bovenste grondwater onder landbouwbedrijven daalt eveneens sinds de jaren negentig. Desondanks bleek deze concentratie in 2006 nog op 51 procent van de onderzochte bedrijven hoger te zijn dan de Europese norm. De meeste overschrijdingen zijn aangetroffen bij bedrijven in de zand-/lossregio (59 procent). Bij bedrijven in de kleiregio en in de veenregio zijn aanzienlijk minder overschrijdingen aangetoond (respectievelijk 39 en 0 procent).In 2006, the quality of shallow groundwater (the recent precipitation surplus) on farms showed a slight improvement compared to the previous year. For the regions with sandy/loess soils, the number of farms with an average nitrate concentration below the European target value of 50 mg/l has grown with nearly 10%. For the clay and the peat regions the number of exceedances has remained nearly constant. This is the outcome of data from the Minerals Policy Monitoring Programme (LMM). The LMM has been established to assess and explain the evolution of water quality on farms in relation to sector policies and agricultural practice. Water quality is linked to the agricultural practice in the preceding year. LEI and RIVM administer the programme. Since the nineties of last century, the use of nitrogen in fertilizers as well as the nitrogen soil surpluses at dairy farms has gone down. After 2000 this falling trend flattened out. This declining trend is less clear on arable farms. In 2005, the total nitrogen application for different combinations of farm types and soil types varied between average values of 198 and 424 kg/ha; the corresponding values for phosphorous fertilizer ranged from 85 to 125 kg/ha. The input of nitrogen and phosphate into the soil continues to exceed nutrient removal in harvested crops. The nitrogen surplus on the soil balance varied from 105 to 188 kg/ha and the phosphorous surplus from 23 to 44 kg/ha. The average nitrate concentration measured in the shallow groundwater on farms also decreases since the 1990s. Nevertheless, on 51% of the farms sampled in 2006, the nitrate concentration was found to be above the European target value. Most of the exceedances were encountered at farms in areas with sandy/loess soils (59%). Significantly fewer exceedances were observed at farms in areas with clay soils and peat soils (39 and 0%, respectively).VROMLN

Effecten van filtratie op stikstof- en fosforconcentraties in slootwater op landbouwbedrijven in het Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid

Hoge concentraties stikstof en fosfor in het oppervlaktewater kunnen een nadelige invloed hebben op kwetsbare natuur en de kwaliteit van zwemwater. Uit RIVM-onderzoek blijkt dat de gemeten concentratie in oppervlaktewater afhangt van de methode waarmee monsters worden behandeld: in gefiltreerde monsters is de concentratie stikstof en fosfor lager dan in niet-gefiltreerde monsters. Er zijn twee nationale meetnetten waarin deze concentraties worden gemeten. Het Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid (LMM), dat onder andere in het slootwater op landbouwbedrijven meet, en het Meetnet Nutriënten Landbouw-Specifiek Oppervlaktewater (MNLSO), dat de kwaliteit meet van oppervlaktewater dat alleen beïnvloed wordt door landbouwbedrijven, zoals nabijgelegen beken en vaarten. Gecombineerde resultaten van deze meetnetten kunnen een beter beeld geven van de verspreiding en bronnen van stikstof en fosfor. Het LMM is een meetnet waar de focus ligt op grondwater in tijdelijke putten, hierbij is filtreren van watermonsters noodzakelijk. De slootwatermonsters op LMM-bedrijven worden, voor de vergelijkbaarheid met grondwater, ook gefiltreerd. In het MNLSO worden oppervlaktewatermonsters niet gefiltreerd. Uit de Evaluatie Meststoffen Wet 2012 (EMW2012) bleek dat de meetnetten niet optimaal op elkaar aansluiten, een van de oorzaken hiervoor is het verschil in monsterbehandeling. In het onderzoek van het RIVM is het effect van filtreren onderzocht en het blijkt dat de stikstofconcentratie in sloten circa 5 procent hoger is in ongefiltreerde monsters. Voor fosfor geldt dat de niet-gefiltreerde monsters gemiddeld 80 procent hogere concentraties hebben. De verschillen tussen gefiltreerde en ongefiltreerde fosforconcentraties laten echter een grote spreiding zien, waardoor het niet mogelijk is een correctiefactor te bepalen. Dit betekent dat voor één van deze meetnetten monsters zowel gefiltreerd als ongefiltreerd beschikbaar moeten zijn om de resultaten van slootwatermonsters uit het LMM en oppervlaktewatermonsters uit het MNLSO op dit aspect goed te kunnen vergelijken.High concentrations of nitrogen and phosphorus in surface water can have an adverse impact on vulnerable nature and the quality of bathing water. This RIVM-study shows that the measured concentrations in surface water depend on the way the samples are treated: in filtered samples the concentration of nitrogen and phosphorus is lower than in non-filtered samples. There are two national monitoring networks in which these concentrations are measured. Minerals Policy Monitoring Programme (LMM), which includes measurements in ditch water on farms, and the MNLSO which monitors the quality of agriculturally influenced surface water in which farm emissions predominate such as nearby streams and waterways. Combined results of these monitoring networks can provide a better view on the distribution and sources of nitrogen and phosphorus. The LMM is a monitoring network focussing on groundwater in temporary wells; these samples must be filtered for proper analyses. To be able to compare them to the groundwater samples, the ditch water samples at LMM-farms are filtered as well. The MNLSO surface water samples are not filtered. The Evaluation of the Fertilisers Act 2012 (EMW2012) found that the monitoring networks do not optimally adjoin one another, one of the reasons being the difference in sample treatment. In this RIVM-study the effect of filtering has been researched and it is found that nitrogen concentrations in ditch water are around 5 percent higher in unfiltered samples. Phosphorus concentrations in the unfiltered samples are on average 80 percent higher than in filtered samples. However, the differences between filtered and unfiltered phosphorous concentrations vary greatly, so much so that it was not possible to determine a compensation factor. These results imply that, in order to compare nutrient concentrations between the two monitoring networks, at least the sample treatment must be the same. This means that for either of these two monitoring networks both filtered and unfiltered samples must be available.Ministerie van E