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 However, ONZAT, a model to calculate transport of substances through the soil towards and through groundwater, is no longer updated or maintained.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&

Research on four drilling and sampling methods for groundwater up to five metres below groundwater level in sandy areas

NB Klik hier voor de zip file met Bijlage 11: Analyseresultaten en veldgegevens ronde 1 t/m 3 De zogeheten Multi-Channel Well (MCW) geplaatst met de SonicSampDrill blijkt de beste methode te zijn om het grondwater bij landbouwbedrijven tot vijf meter onder de grondwaterspiegel te analyseren. Dat komt vooral doordat deze methode in staat is om tot die diepte met een machinale trilboring meerdere monsternemingsfilters te plaatsen. Daardoor zijn minder boorgaten nodig. Momenteel wordt bij landbouwbedrijven de grondwaterkwaliteit gemeten in de bovenste meter van het grondwater. Met die metingen, uitgevoerd binnen het Landelijk Meetnet Effecten Mestbeleid (LMM) worden effecten van het mestbeleid op de grondwaterkwaliteit onderzocht; die effecten weerspiegelen zich in de bovenste meter. Daarnaast worden deze metingen gebruikt om de grondwaterkwaliteit te toetsen aan de nitraatnorm. Momenteel wordt onderzocht of de toetsdiepte voor nitraat verlaagd kan worden naar vijf meter. Ten eerste omdat de Europese regelgeving daar ruimte voor lijkt te bieden. Ten tweede omdat nitraatconcentraties dieper in de bodem kunnen afnemen. Hierdoor wordt nu mogelijk te streng getoetst. Met de LMM-methode kan echter niet zo diep geboord worden. Mocht de toetsdiepte worden verlaagd, dan is dus een andere monsternemingsmethode vereist. Het RIVM heeft vier methoden onderzocht. Het onderzoek is uitgevoerd op zestien boorlocaties bij vier melkveehouderijbedrijven verspreid over de vier grote zandgebieden in Nederland (Noord, Oost, Centraal en Zuid). De onderzochte methoden kenmerken zich onder andere door handmatig of machinaal boren en door de installatie van tijdelijke of permanente filters. De methoden zijn beoordeeld op hun praktische inzetbaarheid en op de kwaliteit van de monsterneming. Zo blijkt de handmatige Van der Staay-methode, die tijdelijke filters plaatst, slechts op vijftig procent van de locaties op de gewenste diepte te kunnen komen. Met de machinale Uitschuifbare Punt-methode, die ook tijdelijke filters plaatst, is het boren en het verzamelen van watermonsters in de praktijk niet goed te combineren. Bij de MCW en de Direct Well-methode (DW) worden na machinale boring permanente filters geplaatst. In tegenstelling tot de MCW heeft de DW daarbij voor ieder filter een apart boorgat nodig.The so-called Multi-Channel Well (MCW), installed using the SonicSampDrill, has proven to be the best method for analysing groundwater on farms up to five metres below groundwater level. This is because this method - using just one sonic drilling allows placement of multiple sampling filters up to five metres below this level, so fewer boreholes are needed. At the moment, groundwater quality on farms in the Netherlands is measured in the uppermost one metre of the groundwater. These measurements, carried out in the framework of the Netherlands National Monitoring Programme for Effectiveness of the Minerals Policy (LLM in Dutch) are used to determine effects of the fertiliser policy on the groundwater quality; effects are reflected in the topmost metre. Besides this, measurements are also used to test the groundwater quality against the nitrate standard. At the moment it is being investigated if the test depth can be lowered to five metres. First of all, because this seems to be in line with the European regulations. And secondly, because concentrations of nitrate deeper in the soil can decrease. This involves the possibility of too stringent testing at the moment. However, the LMM method does not allow such deep drilling, so a lower test depth will require another drilling and sampling method. RIVM has investigated four methods at four dairy farms. These dairy farms are spread across the four large sandy areas in the Netherlands (north, east, centre and south). Every farm contains four drilling sites, totalling 16. The methods investigated are characterised, for example, by hand or machine drilling and by the installation of temporary or permanent filters. Methods are assessed on practical application and the quality of the sampling. With the manual Van der Staay method, in which temporary filters are installed, the desired depth is achieved at only 50 per cent of the sites. With the use of the mechanised Extendable Point Method, in which temporary filters are placed too, drilling and water sampling forms a poor combination in practice. The MCW and the Direct Well (DW) methods allow placement of permanent filters after machine drilling. Contrary to the MCW method, the DW method requires a separate borehole for each filter.VROMLN

De uitspoeling van het stikstofoverschot naar grond- en oppervlaktewater op landbouwbedrijven

In deze studie is per grondsoort berekend in welke mate een stikstofoverschot bij bouwland en grasland uitspoelt naar het grond- en oppervlaktewater. Bij bouwland op droge zandgrond spoelt negentig procent van het stikstofoverschot uit. Bij grasland op veengrond is dat slechts vijf procent. Deze informatie zal door de Werkgroep Onderbouwing Gebruiksnormen worden gebruikt bij de afleiding van milieuverantwoorde gebruiksnormen voor het totale stikstofgebruik en het stikstofgebruik met dierlijke mest

Landbouwpraktijk en waterkwaliteit op landbouwbedrijven aangemeld voor de derogatie. Beschrijving van de meetnetopzet voor de periode 2006-2009 en de inhoud van de rapportages vanaf 2008

Translation of RIVM report 680717001. Alleen digitaal verschenenHet RIVM en het LEI hebben in 2006 in Nederland een monitoringnetwerk opgezet dat de gevolgen meet als landbouwbedrijven mogen afwijken (derogatie) van de Europese gebruiksnorm voor dierlijke mest. Het meetnet volgt driehonderd landbouwbedrijven die zich hebben aangemeld voor derogatie. Het legt de gevolgen vast voor de landbouwpraktijk en de waterkwaliteit. In dit rapport is de opzet van het monitoringnetwerk beschreven, evenals de wijze waarop vanaf 2008 over de resultaten zal worden gerapporteerd. Het rapport geeft onder andere aan wanneer welke cijfers beschikbaar zijn, en welke rekenmethoden gebruikt zullen worden om onder andere de bemesting en gewasopbrengst te berekenen. De Europese Nitraatrichtlijn verplicht lidstaten het stikstofgebruik via dierlijke mest te beperken tot maximaal 170 kg per hectare. Een lidstaat kan de Europese Commissie vragen hiervan onder voorwaarden af te wijken. Nederland heeft in december 2005 toestemming gekregen om vanaf 2006 tot en met 2009 onder voorwaarden af te mogen wijken van de gestelde norm. Dit betekent dat landbouwbedrijven 250 kilo stikstof per hectare mogen toedienen via dierlijke mest afkomstig van graasdieren (vooral koeien). Een van die voorwaarden is dat minimaal 70 procent van het totale areaal grasland is. Daarnaast is de Nederlandse overheid verplicht een monitoringnetwerk in te richten en de Commissie over de resultaten daarvan te rapporteren. De driehonderd deelnemers die worden gevolgd, zijn een steekproef van de circa 27.000 Nederlandse landbouwbedrijven die zich hebben aangemeld voor derogatie. Het netwerk is een onderdeel van het Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid (LMM).In 2006 RIVM and LEI set up a monitoring network that measures the consequences of the option for farmers to deviate from the European use-standard for animal manure (derogation). The monitoring network follows three hundred farms benefiting from individual derogations and records the consequences for agricultural practice and water quality. This report describes the design and set-up of the monitoring network, as well as the content and layout of the annual reports from 2008 onwards containing results of the monitoring network. The report indicates, for example, what data will be available at a certain point in time, and what methods will be used to calculate such factors as fertilisation and yield. The Nitrates Directive obliges Member States to limit the use of animal manure to a maximum of 170 kg of nitrogen per hectare. A Member State may request the European Commission to deviate from this obligation under certain conditions. In December 2005, the European Commission granted the Netherlands the right to derogate from the obligation from 2006 till 2009 inclusive, implying that farmers could use up to 250 kg of nitrogen via manure of grazing livestock (particularly cows). One of the conditions is that 70% or more of the acreage available for manure application is grass. The Netherlands authorities are also obliged to set up a monitoring network and to report the results of this network to the European Commission. The 300 farms participating in the monitoring represent a sample taken from the approximately 27,000 Netherlands farms benefiting from individual derogations. The network is part of the National Programme for Monitoring the Effectiveness of the Minerals Policy (LMM).VROM-BWLLNV-D

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

Agricultural practice and water quality on farms benefiting from derogation : Design and organisation of the monitoring network for 2006-2009 and annual reports from 2008 onwards

Het RIVM en het LEI hebben in 2006 in Nederland een monitoringnetwerk opgezet dat de gevolgen meet als landbouwbedrijven mogen afwijken (derogatie) van de Europese gebruiksnorm voor dierlijke mest. Het meetnet volgt 300 landbouwbedrijven die zich hebben aangemeld voor derogatie. Het legt de gevolgen vast voor de landbouwpraktijk en de waterkwaliteit. In dit rapport is de opzet van het monitoringnetwerk beschreven, evenals de wijze waarop vanaf 2008 over de resultaten zal worden gerapporteerd. Het rapport geeft onder andere aan wanneer welke cijfers beschikbaar zijn, en welke rekenmethoden gebruikt zullen worden om onder andere de bemesting en gewasopbrengst te berekenen

Denitrificatie in de zone tussen bouwvoor en het bovenste grondwater in zandgronden

Er zijn grote variaties in de nitraatconcentratie in het bovenste grondwater van uitspoelings-gevoelige zandgronden geconstateerd. Deze variaties worden waarschijnlijk veroorzaakt door denitrificatie. In het kader van de evaluatie van de Meststoffenwet 2004 zijn studies uitgevoerd om kwantitatief inzicht te krijgen in de denitrificatie in de bodemlaag tussen de onderkant van de bouwvoor en het bovenste grondwater. De resultaten geven aan dat veenlagen en/of moerige lagen leiden tot lagere nitraatconcentraties in het bovenste grondwater. Andere bodem-eigenschappen zoals het voorkomen van klei- en leemlagen en de uitspoeling van organische stof uit de bouwvoor hebben geen duidelijk effect op denitrificatie. Geconcludeerd wordt dat de aanwezigheid van veenlagen of moerige lagen in zandgronden een extra criterium zou kunnen zijn om uitspoelingsgevoelige gronden te differentiëren. Dit geldt met name voor grondwatertrap VI. In veel zandgronden heeft afbraak van veen plaatsgevonden, zodat een bodemkartering nodig is om het areaal uitspoelingsgevoelige zandgronden met veenlagen te bepalen

Resultaten van het bestrijdingsmiddelenonderzoek op de proefboerderij "Kooyenburg" te Rolde (Drenthe)

The goal of this research was to obtain field data for the calibration of the module of a regional water quality model, which describes the processes of pesticide transport to open water on a field scale. To achieve this objective a field experiment was set up on the experimental farm "Kooyenburg". The soils belong to the haplorthod great group and are formed in holoceen sandy wind deposits. Boulder clay occurs at a depth of 60-100 cm below the soil surface and it's low permeability gives rise to a perched water table in wet periods in fall, winter and spring. The pesticides studied are metamitron and MITC. During the period May 1989 - April 1990 soil and water samples were taken at several places in three fields. The results indicate that MITC is transported through soil and reaches open water via drains. It cannot be excluded that metamitron is leached as well.<br