Een vlechtwerk van perspectieven

Je komt niet verder met wetenschappelijk onderzoek, als je een medewerker ontslaat die ontdekt dat er een blokgolf ontstaat vlak bij de put en een driehoekgolf op enige afstand:

In de Wikipedia [3] staat:

De Laplace-vergelijking is lineair, dat wil zeggen iedere lineaire combinatie van twee oplossingen is ook een oplossing. Dit principe, dat superpositie wordt genoemd, is een welkome eigenschap bij complexe problemen, aangezien ingewikkelde oplossingen kunnen worden geconstrueerd door eenvoudige oplossingen op te tellen.

Deze stelling is níet algemeen toepasbaar voor dunne watervoerende lagen, dat wil zeggen dat de onderzoeker, zelf moet bepalen wat er moet gebeuren.

De formule van Dupuit

Wordt gevormd op basis van de gradiënt, ter plaatse van de wand van een cilinder C(r) met straal r en hoogte H. De bijbehorende differentiaal vergelijking wordt geïntegreerd voor r van 0 naar ∞ om de oplossing van deze differentiaal vergelijking te integreren. Voor r=0 klopt het antwoord niet, en voor r gelijk aan de effectieve winningsstraal R, wordt geen rekening gehouden met de winning van het gewonnen debiet Q als deel van de neerslag Nwinbaar die binnen de effectieve winningsstraal R valt.

Ik los deze problemen in het hoofdstuk waterbalansmodel met schaal horizontaal, op door een schaal ρ ≈ 3H te introduceren. Voor de winning van water in (brandbare) natuur en landbouwgebieden is de grondwaterformule van Dupuit niet geschikt omdat planten via de perfect gespreide assimilatie winning ook een deel van de neerslag Nassimilatie winnen, dat in hoge mate niet-stationair en periodiek is, door de stand van de zon en de daarbij horende meteorologie op een gegeven lengte en breedte graad die de groei van de planten mogelijk maakt. Met deze opsomming is de neerslag N alvast opgedeeld in drie (gelijke) delen: (winbaar, assimilatie, rest)

Daar komt nog bij dat de assimilatie curve extreem niet-lineair is, waardoor we niet zomaar effecten bij elkaar op kunnen tellen. Hydrologen blijken niet te weten dat dunne watervoerende lagen zich gedragen als halfgeleiders, die signalen (effecten) kunnen versteken. In het grote winveld met areaal A begrensd door de cilinder C(R), komt de neerslag Nwinbaar, via de grondwaterstroombanen in het kleine winveld met areaal a, via de cilinder C(ρ) via de pomp in de put, als productie water beschikbaar. Dat zorgt ervoor dat een winveld een versterking A/a, maar ook a/a kan realiseren bij winning. In dat laatste geval is er sprake van een gespreid winveld met een put in elk areaal a, dat de kleinst mogelijke verlaging realiseert, en daarom de beste kanshebber is om het assimilatie predicaat voor alle (x,y) en alle (t) goedkoop en zonder aanvullende techniek te realiseren voor een hydrologie horizontaal. 

Onder Nederlandse omstandigheden is de stationaire winningsverlaging 0.2m en de stationaire transportverlaging, afhankelijk van het maximaal te leveren debiet Q, aanzienlijk groter. Puntwinningen worden vaak toegepast om een groot debiet Q te kunnen winnen met een enkele put. Soms zijn er geen pompen leverbaar met een groot vermogen. Dan worden er soms meerdere putten geslagen dicht bij elkaar. Zolang de onderlinge afstanden veel kleiner dan ρ zijn functioneert het geheel nog steeds als een winning op één punt.

Neerslag en de statistiek

Het grondwatersysteem is sterk afhankelijk van de neerslag N, die in Nederland 0.75 m/jaar was, maar intussen 0.8m/jaar. Het product van de neerslag en een areaal geeft een grondwaterstroom. De hydroloog prof. L.F. Ernst en de agrohydroloog prof. R.A. Feddes hebben, om compensatie vergoedingen te kunnen berekenen uit gemeten grondwaterstanden, het effect van de assimilatie verlagingen berekend en deze uitgezet in de afbeelding.

Bij het waterbalansmodel met schaal, maak ik een vlak dekkende verdeling van het winveld op een driehoekrooster, met cilinders C(ρ), die beschreven kan worden met zeg 21 vergelijkingen, uitgedrukt in evenveel potentialen.

Het stationaire effect van gespreid vallende neerslag Nassimilatie,, toegekend aan assimilatie door planten, is 4x groter dan de stationaire winningsverlaging als we veronderstellen dat overal planten groeien met dezelfde stofwisseling. Bij simulatie moeten we op elke cilinder deze grondwaterstroom bijtellen en het systeem opnieuw oplossen. Er zijn echter, afgezien van bijzondere gevallen, geen mogelijkheden om een correct resultaat te krijgen door verschillende verlagingen bij elkaar op te tellen. Het transport van grondwater brengt bij de puntwinning vele grondwater stromen samen in één cilinder. Dat geeft een versterking A/a, die elektrotechnici gebruiken om een mobiele telefoon of een megafoon te maken. Daarbij komt de energie voor de versterking uit de voeding, die in de hydrologie vaak de neerslag is en/of de voeding van de pomp, die de gradiënten rond de put vormt.

Twee transporttrechters

Ir. G.W. Bloemen heeft de GHG extremen (I) en de GLG extremen (II) van de grondwaterspiegel voor het winveld 't Klooster, te Hengelo (Gld.) gemeten [1]. De afkortingen refereren aan de Gemiddeld {Hoogste, Laagste} Grondwaterstand. In de oorspronkelijk figuur zien we ook nog een verlaging van 0.18m bij en jaargemiddelde van de neerslag van 0.75m/jaar. Het werk van G.W. Bloemen zou het werk van de hydroloog prof L.F. Enst en de agrohydroloog prof, R.A. Feddes, verenigen zodanig dat de compensatie vergoeding berekend kan worden.

Mainframe computers uit 1966

Rond 1966 had je ponskaarten nodig om een (Mainframe) Computer van IBM te kunnen programmeren met een ringkern geheugen van 1Mbytes. Progrmma's moesten geschreven worden in Cobol, PL1, of ALGOL. De computer was opgesteld in een grote gekoelde zaal met alle randapparatuur.

Slimme veldmeting

Met een grondboor tijdens één veldbezoek, moest het mogelijk zijn om met behulp van de agro hydrologische kennis beschreven in het hoofdstuk de groei van planten, de compensatie vergoeding te berekenen. Uit de theorie van de reconstructie van gesamplede signalen, beschreven door het Nyquist–Shannon sampling theorem blijkt dat die informatie onvoldoende is om het grondwaterstandsverloop h(x,y)(t) te kunnen bepalen voor elk punt (x,y) in het winveld. Zie de afbeelding met beide transporttrechters (I) en (II). Wie het grondwaterstandsverloop h(x,y)(t) wil bepalen, zonder al te veel aliassen (stoorsignalen), zijn ten minste 4 (IV) in plaats van 2 (II) metingen nodig voor alle (x,y) in het winveld A. Omdat er naar de tijd (t) te weinig meetpunten zijn, kunnen grote fouten niet gevonden worden.

De blokgolf bij de put

De vraag waar en waarom er plaatsen zijn in het grondwaterstandsverloop met een blokgolf bij de put en een driehoekgolf op afstand, kan daardoor niet beantwoord worden.

Doordat er niet gewerkt wordt met het volledige overzicht, zijn o.a. de volgende problemen nog niet opgelosbaar: 1. Het probleem van de kookadviezen, 2. .. van de overschrijding van de stikstof norm, 3. Het bepalen van de causale oorzaak van de natuurbranden, 4. En de berekening van de  compensatie vergoeding.

Het volledige overzicht

Prof. D. Lohse schijft: Je ziet de oplossing van de puzzel pas als je het volledige overzicht hebt… Hard en georganiseerd werken ligt ten grondslag aan de oplossing van een buitengewoon probleem. Talent is niet genoeg.

Om een blokgolf in vol detail te herkennen zijn óók 4 meetpunten wel erg weinig. Maar er is iets anders dat beter bruikbaar is. We weten dat de assimilatie van water een zeer snel proces is vergeleken met de stroming van grondwater over kilometers afstand. Dat maakt het mogelijk om een scheiding te maken tussen het stationaire gedrag: het zeer lange termijn gemiddelde, en het dynamisch gedrag, in de vorm van het residu na aftrek van het lange termijn gemiddelde. Daarmee houd ik de resultaten van ir. G.W. Bloemen voor een puntwinning in ere, en maak ik snelle effecten juist zichtbaar.

Het gemiddelde en het residu

Samenvattend beschrijft het assimilatie gemiddelde, voor alle (x,y), de stationaire waarde van de extreem goed gespreide assimilatie winning, gerealiseerd in de jaarcyclus, van een specifiek winveld, zoals de respons van de puntwinning die ir. G.W. Bloemen en de meetploeg van de Wageningen Hogeschool, heeft gemeten. Het assimilatie residu beschrijft voor alle (x,y) de actuele waarde van de assimilatie van bemest grondwater verminderd met het assimilatie gemiddelde. Bij het gebruik van een puntwinning moeten we, als eerder beschreven voor het stationaire model rekening houden met Nwinbaar en Nassimilatie gemiddelde. Voor het niet stationaire model tellen we daat het effect van Nassimilatie residu bij op.

Instabiel

UIt het vakgebied der regeltechniek weten we dat verwarmingssystemen instabiel kunnen worden als zij niet goed ontworpen worden. Dat geldt ook voor systemen die water winnen uit dunne watervoerende lagen die signalen kunnen versterken doordat er in het veld een potentiaalverschil aanwezig is.

Het aanbod van water op jaarbasis is gelijk aan de neerslag N, vermenigvuldigd met het areaal: A en kan in het stationaire geval bijvoorbeeld verdeeld worden in 3 gelijke delen als beschereven. Bij een stationaire puntwinning, vloeit de rest niet af als kwel als dat in voorgaande jaren ook niet het geval was, ter plaatse van de effectieve winningsstraal R. Dus, pas als de rest altijd terugvloeit in de trechter, is er elk voorjaar voldoende water voorradig, om de planten door assimilatie maximaal te laten groeien.

Om een goed model te krijgen moeten we dus ook de respons van het assimilatie residu in de modelvorming opnemen omdat we geen snelle verandering van de grondwaterspiegel willen missen, die karakteristiek is voor de blokgolf in het grondwaterstandsverloop h(x,y)(t), bij de put, en de driehoekgolf op afstand.

Terwijl bij de put het debiet Q gewonnen wordt, gaat het assimilatie residu rond begin april door 0. Daardoor ontstaat bij de put de versterkte neergaande flank van de blokgolf. Als we het winveld A binnen de effectieve winningsstraal bekijken dan wordt het aanbod van water uit neerslag kleiner doordat de planten groeien, waardoor er minder water bij de put aankomt. Als de pomp hetzelfde debiet Q op blijft pompen, komt er in de put te weinig water aan. Let op het gaat in dit geval om een tekort bij de put dat op kan lopen tot een waarde even groot als Q, dat vanwege de perfect gespreide assimilatie winning, heel snel ontstaat. Dat debiet wordt gespreid aan het winveld onttrokken terwijl het lokaal, bij de put, wel geleverd moet worden. We zijn nu geïnteresseerd in de maximale snelheid waarmee de put kan leveren binnen de grenzen van de stationaire oplossing. Bij het oplossen van dat probleem komen we de versterking van het winveld weer tegen. Het effect is dat er bij de put een blokgolf ontstaat waarbij de GHG op het genoemde tijdstip bij hoge versterkingen heel snel overgaat in de GLG. Daarmee is alvast de meest kritieke helft van de blokgolf die vooraf gaat aan het teeltseizoen, verklaard.

Rond begin december manifesteert de blokgolf bij de put zich opnieuw. Nu met een opgaande flank.

an wordt het aanbod. van teken Die blokgolf bij de put, heeft heel vreemde consequenties, omdat vlak bij de put in het voorjaar nadat de GHG z'n maximale waarde aanneemt, óók heel snel, de GLG waarde, die in verband met de versterking, óók echt optreedt, De causaliteit geeft aan dat dit een overblijfsel is van de toestand in het vorige teeltseizoen.

Omdat de {GLG, GHG} extremen binnen de {l,h}.w(t) grenzen moet blijven om het assimilatie predicaat te voldoen, volgt dat de realisatie van winvelden met assimilatie verliezen die naar nul gaan, giswerk is. Met name bij natuurbranden is het catastrofaal als de onderzoeker denkt dat een te grote gewasverdamping de oorzaak is van de brand, immers een gewasverdamping en gelijktijdige verdroging van de bodem treedt uitsluitend op als het assimilatie predicaat voor alle (x,y) en voor alle (t), voldaan wordt. De gunstige effecten van gewasverdamping worden juist versterkt in de atmosfeer.

Alle problemen los ik, voor een hydrologie horizontaal, op door een gespreid winveld te gebruiken. Deze heeft de kleinst mogelijke versterkingsfactor = 1 en geen transportverlaging. Met deze aanpassing van de winvelden, verdwijnt de extra diepe kuil vlak bij de put, die het bemeste grondwater al vroeg in het teeltseizoen, vasthoudt, vlak bij de put. De gespreide winvelden met AI systeem zijn stabiel, met als gevolg dat het grondwater niet meer spontaan toestroomt. De interactie tussen de grondwaterstromingen verdwijnt en bij de hydrologie hellend komt er een eind aan het verlies van kostbaar rest water in de vorm van kwel naar de sloot tussen de teeltseizoenen. Waterleiding bedrijven kunnen weer gewoon overal kristalhelder grondwater winnen om drinkwater te produceren.

Door de overstap naar gespreide winvelden met een AI systeem, komt er een eind aan het dilettantisme in de hydrologie, en verandert het vlechtwerk van perspectieven wezenlijk, doordat we het assimilatie predicaat realiseerbaar maken, bijvoorbeeld ook voor een hydrologie hellend. Er ontstaat géén blokgolf meer bij de put, en ook géén driehoekgolf op afstand en alle onbegrepen schades aan de drinkwatervoorziening, de landbouw, de natuur, het weer en het klimaat verdwijnen weer.

Als we zowel het probleem van de blokgolf oplossen en het probleem van het verloren gaan van kostbaar water in het najaar en de winter aanpakken voor een hydrologie hellend, en een AI systeem gebruiken om óók het grondwater vast te houden, dan ontstaan meerdere nieuwe perspectieven, voor de agrariërs, voor de waterleiding bedrijven, die kristalhelder grondwater kunnen oppompen als productie water, maar óók om het probleem waarvoor tot dit moment nog geen oplossing is, van extreem weer en klimaatverandering aan te pakken door de gewasverdamping op peil te houden.

Wie de natuurbranden [4] bestudeert ziet dat de vegetatie altijd al verdroogd en uiterst brandbaar is, voorafgaand aan de brand, omdat het assimilatie predicaat niet voldaan wordt, als bij de standplaats vergelijking.

Uit het gebied van de natuurbranden komt het bericht dat de branden mede ontstaan doordat boeren ter plaatse wegtrekken [5]. Het is belangrijk dat we dit extreem acute probleem niet alléén voor de inwoners van Nederland aanpakken, maar samen met een industrie partner een strategisch product in de markt zetten, aangestuurd door de EU. Op die manier wordt werkeloosheid omgezet in aantrekkelijke werkgelegenheid en verdwijnt de inflatie. Dat is belangrijk voor de kansen van de allerarmsten in de samenleving en óók voor kansarme asielzoekers. Het is ook een oplossing voor het begrotingstekort waar D66 de allerarmsten mee wil belasten.

Dit vlechtwerk van perspectieven kan ik doorlopen als een doolhof, door aan te tonen dat Het kan wél waar is en gelijktijdig aan te tonen dat het logische complement, Het kan níet, vals is. Omdat de waarheid ondeelbaar is, moeten een onderzoeker altijd een stelling van twee kanten belichten. Dan en slechts dan weten we dat Het kan realiseerbaar is.

1. P.H. Steenhuis, Afzwaaiend filosofiehoogleraar René ten Bos: ‘Wetenschap produceert vooral slecht nieuws’, Trouw 30 juni 2026.
2. Zie het stuk PS 2012/775
3. Wikipedia: Laplace vergelijking
4. Bram Vermeulen, De dag nadert dat er geen druppel meer uit de kraan komt in Kaapstad, NOS Nieuws, 13 & 14 januari 2018.
5. Bram Vermeulen, Allemaal naar Rhodos, VPRO Frontline.
6. Richard Hogenkamp, Bewoners Spaans rampgebied: brand door leegloop platteland en te weinig natuuronderhoud. RTL nieuws, 11 juli 2026.
7. Anonymus, Eén weg naar buiten: hoe Austerlitz zich wapent tegen bosbrand. RTL nieuws, 13 juli 2026.
8. Wikipedia: Laplace vergelijking
9. M.H. Zwamborn, C. Maas, P.K. Baggelaar, Box-Jenkins trendanalyse niet altijd toepasbaar, H2O, 1, 1998
10. Wikipedia: Fourier analyse.
11. G.W. Bloemen, De berekening met een waterbalansmodel van de daling van freatisch grondwater als gevolg van grondwater winning, ICW Nota 758, aug. 1973
12. J.J.M. Bouwmans, Achtergrond en toepassing van de TCGB-tabel: een methode voor het bepalen van de opbrengstdepressie van grasland op zandgrond als gevolg van een grondwaterstandsverlaging, Technische Commissie Grondwater Beheer, 1990