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 However, ONZAT, a model to calculate transport of substances through the soil towards and through groundwater, is no longer updated or maintained.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

Extraction of soil solution by drainage centrifugation-effects of centrifugal force and time of centrifugation on soil moisture recovery and solute concentration in soil moisture of loess subsoils.

The solute concentration in the subsoil beneath the root zone is an important parameter for leaching assessment. Drainage centrifugation is considered a simple and straightforward method of determining soil solution chemistry. Although several studies have been carried out to determine whether this method is robust, hardly any results are available for loess subsoils. To study the effect of centrifugation conditions on soil moisture recovery and solute concentration, we sampled the subsoil (1.5-3.0 m depth) at commercial farms in the loess region of the Netherlands. The effect of time (20, 35, 60, 120 and 240 min) on recovery was studied at two levels of the relative centrifugal force (733 and 6597g). The effect of force on recovery was studied by centrifugation for 35 min at 117, 264, 733, 2932, 6597 and 14,191g. All soil moisture samples were chemically analysed. This study shows that drainage centrifugation offers a robust, reproducible and standardised way for determining solute concentrations in mobile soil moisture in silt loam subsoils. The centrifugal force, rather than centrifugation time, has a major effect on recovery. The maximum recovery for silt loams at field capacity is about 40%. Concentrations of most solutes are fairly constant with an increasing recovery, as most solutes, including nitrate, did not show a change in concentration with an increasing recovery

Microuidics control the ballistic energy of thermocavitation liquid jets for needle-free injections

Illuminating a water solution with a focused continuous wave laser produces a strong local heating of the liquid that leads to the nucleation of bubbles, also known as thermocavitation. During the growth of the bubble, the surrounding liquid is expelled from the constraining microfluidic channel through a nozzle, creating a jet. The characteristics of the resulting liquid jet was imaged using ultra-fast imaging techniques. Here, we provide a phenomenological description of the jet shapes and velocities, and compare them with a Boundary Integral numerical model. We define the parameter regime, varying jet speed, taper geometry and liquid volume, for optimal printing, injection and spray applications. These results are important for the design of energy-efficient needle-free jet injectors based on microfluidic thermocavitation

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

Monitoring Nitrogen Leaching for the Evaluation of the Dutch Minerals Policy for Agriculture in Clay Regions

This paper presents the results of the Dutch monitoring program for agriculture in the clay regions for the period 1996–2000 and evaluates the monitoring strategy. A wide range of farms (25 to 85%) had a NO3–-N concentration in tile drainwater higher than the EU standard of 11.3 mg/l. The low figure is related to wet winters; the high, to dry winters. Arable farms are more prone to NO3– leaching than dairy farms. On arable farms, about 25% of the N surplus leached to groundwater and tile drainwater, on dairy farms this was about 15%. N in tile drainwater has shown to be the best indicator for monitoring the effects of farming practice changes in the clay regions. The average NO3–-N concentration in tile drainwater was 18.8 and 3.2 mg/l in borehole water on farms where both were monitored. It is known that N use has a relationship with NO3– in tile drainwater and not with NH4+ and organic N. The presented results indicate that crop rotation and precipitation strongly influence NO3– concentration in tile drainwater

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

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

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