Brabant Water, Brabantse Delta, Menyanthes, Projecten, Tijdreeksanalyse

Tijdreeksanalyse West-Brabant

Brabant Water en Waterschap Brabantse Delta laten door Royal Haskoning een MODFLOW-grondwatermodel maken van West-Brabant, inclusief een deel van België. Voor de kalibratie van een grondwatermodel worden gewoonlijk historische tijdstijghoogte gegevens gebruikt. Binnen dit project is ervoor gekozen om vooraf tijdreeksanalyse toe te passen op deze meetreeksen. Met tijdreeksanalyse is het mogelijk om tijdsafhankelijke parameters als neerslag en verdamping uit de data te filteren. Vervolgens kan het model zowel stationair als tijdsafhankelijk worden gekalibreerd met behulp van de resultaten van de tijdreeksanalyse.

Voorbeeldbuis van een reeks die als goed beoordeeld wordt, met de verschillende verklarende variabelen.

Van de 6333 peilbuizen in West-Brabant, beheerd door Brabant Water, Brabantse Delta, DINO en DOV Vlaanderen, is op 2346 buizen tijdreeksanalyse toegepast. Hierbij is getracht de gemeten tijdreeksen te verklaren door middel van de gemeten tijdreeksen van neerslag, verdamping, pompdebieten en waterhoogte in oppervlaktewater. Van 1184 buizen is gebleken dat ze goed verklaard kunnen worden, 250 twijfelachtig, en 912 slecht. Vooral in het noorden en op de Brabantse Wal zijn veel buizen te vinden waarvan de reeksen niet goed verklaard kunnen worden, door data van lage kwaliteit, of niet meegenomen verklarende variabelen. Veel van de door tijdreeksanalyse bepaalde parameters laten een ruimtelijk patroon zien.

De met behulp van tijdreeksanalyse bepaalde reactietijd op regenval.

Met behulp van tijdreeksanalyse is het structureel niveau van de grondwaterstand bepaald. Het structureel niveau is een alternatief voor de gemiddelde grondwaterstand waarmee modellen normaliter gekalibreerd worden. Het voordeel van het structurele niveau is dat deze onafhankelijk is van het weer of de beschouwde periode.

Voor de tijdsafhankelijke modelering kunnen de directe responsen gemodelleerd worden, in plaats van een volledige tijdreeks. Daardoor hoeft het model minder lang gerund te worden, en kan de berekende stijghoogte op meer punten worden getoetst. We bevelen aan voor de stationaire kalibratie het structurele niveau van de categorie ‘goed’ en ‘twijfelachtig’ te nemen. Dat zijn in totaal 1434 filters. Voor de tijdsafhankelijke kalibratie zijn alleen de met ‘goed’ geclassificeerde filters (1184) geschikt. Met de filters die zich niet laten verklaren is extra voorzichtigheid geboden. De fout kan verschillende oorzaken hebben:

  • Grote fouten aanwezig in de stijghoogtereeks.
  • De stijghoogte wordt beïnvloed door een onbekende variabele. (beregening, onttrekkingen, peilen)
  • Het stijghoogteverloop wordt bepaald door een niet-lineair hydrologisch proces. (bijvoorbeeld neerslaglenzen, verdampingsreductie etc.)

Alleen wanneer het aannemelijk is dat het om de laatste categorie gaat zijn de reeksen bruikbaar. Dan moet het bewuste hydrologische proces natuurlijk wel in het grondwatermodel zijn opgenomen.