• Determination of denitrification parameters in deep groundwater. A pilot study for several pumping stations in the Netherlands

      Uffink GJM; LDL (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 2004-05-10)
      Groundwater nitrate measurements in the central and eastern part of the Netherlands point out that at many locations denitrification occurs. Therefore, models applied for analysis of management decisions concerning the groundwater nitrate distribution, need to take denitrification into account. Little information is available on the rate of denitrification and its spatial distribution. In this report a model concept is proposed to simulate denitrification. The unknown parameters in this concept are determined by a calibration procedure using the program PEST. For calibration nitrate measurements from the Monitoring Network are used as well as nitrate data from the abstracted water in a number of public drinking water pumping stations. Calibration is carried out for nine groundwater-pumping stations in the central and eastern part of the Netherlands. In zones where the presence of organic substances is likely, denitrification may be described as an exponential decay with a half-life time of around 500 days. In zones where organic material is absent, the half-life time is much higher (2750 days). At or near the phreatic surface an instantaneous nitrate reduction is assumed. Here, an average reduction of 50% is found. This figure, however, may also represent a compensation for over- or underestimation of the nitrate input at the water table. The parameter values found in this report appear to have a high measure of uncertainty. Several explanations are suggested and discussed.
    • Determination of denitrification parameters in deep groundwater. A pilot study for several pumping stations in the Netherlands

      Uffink GJM; LDL (2004-05-10)
      Nitraatmetingen in het grondwater in midden en oost Nederland geven aan dat op een groot aantal locaties denitrificatie optreedt. Bij modelstudies ter ondersteuning van beleidsbeslissingen dient men derhalve rekening te houden met denitrificatie. Er is echter weinig informatie over de denitrificatiesnelheid en de ruimtelijke verdeling ervan. In dit rapport wordt een modelconcept voorgesteld om denitrificatie te simuleren. De onbekende parameters van dit concept worden bepaald aan de hand van een kalibratieprocedure met hulp van het programma PEST. Voor de kalibratie zijn nitraatmetingen gebruikt van het Landelijk en Provinciaal Meetnet Grondwater, alsmede nitraatgegevens van het grondwater dat bij een aantal drinkwater-pompstations wordt onttrokken. De kalibratie is uitgevoerd voor negen pompstations in het midden en oosten van Nederland. Voor zones waar organisch materiaal mag worden verwacht kan denitrificatie worden beschreven als een exponentieel verval met een halfwaardetijd van ongeveer 500 dagen. In zones waar organisch materiaal niet voorkomt is de halfwaardetijd veel hoger (ca 2750 dagen). In de buurt van het freatisch vlak wordt een 'instantane' denitrificatie verondersteld. Hier treedt een gemiddelde reductie op van 50%. Dit getal doet echter tevens dienst als compensatie voor een mogelijke onder- of overschatting van de hoeveelheid nitraat die bij de waterspiegel het systeem ingaat. De gevonden parameterwaarden bezitten een grote onzekerheid. Enkele verklaringen worden geopperd en bediscussieerd.
    • Dilution of pesticides in groundwater during advective dispersive transport

      Uffink GJM; Linden AMA van der; LBG (1998-03-31)
      De gevolgen van dispersie op de pesticideconcentratie in het verzadigde grondwater is onderzocht aan de hand van scenario computer simulaties voor een gebied in Nederland (Lochem). De simulaties tonen aan dat de concentratie afneemt met de diepte, maar de mate waarin dit gebeurt is niet systematisch en varieert over het gebied. Aan de randen, waar maisland en grasland aan elkaar grenzen is de reductie aanzienlijk. In andere delen, vooral bij lange belastingsperioden (d.w.z. > 10 jaar), is de reductie beperkt en naderen de concentraties geleidelijk de ingangsconcentraties. De verlaging van de concentratie door dispersie is gebaseerd op menging van het verontreinigde grondwater met grondwater uit de omringende gebieden. Dat betekent dat de reductie klein zal zijn als er sprake is van diffuse verontreiniging of wanneer de belasting lange tijd op een bepaald niveau blijft. Het belangrijkste effect van dispersie is het afvlakken van pieken. De uiteindelijke verdunning hangt daarom in hoge mate af van hetgeen er in de omgeving gebeurt. Het optreden van dispersie is op zich geen garantie dat concentraties op 10 meter diepte worden gereduceerd tot beneden de drempelwaarde als ze in het bovenste grondwater net boven die waarde liggen.
    • Dilution of pesticides in groundwater during advective dispersive transport

      Uffink GJM; Linden AMA van der; LBG (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 1998-03-31)
      The impact of dispersion on the concentration of pesticide in the saturated groundwater was studied using scenario-type computer simulations for an area in the eastern part of the Netherlands (Lochem). The simulations demonstrated concentrations to decrease with depth; however, the rate of reduction is not systematic and varies throughout the area. On the boundaries between maize-land and grassland the reduction is considerable. In other parts of the area the reduction is limited and the concentrations gradually approach input concentrations, especially for long-term applications (i.e. > 10 years). The decrease in concentration by dispersion is based on the mixing of contaminated water with water from the surrounding areas. Therefore, the reduction for diffuse contamination or in cases where the load is maintained at a certain level for a long period of time, will be low. The most important effect of dispersion is the leveling out of peaks. The final rate of dilution depends highly on the situation in the surrounding area. Occurrence of dispersion itself is no guarantee that concentrations at a depth of 10 m will be reduced to below the threshold level, when they are above the threshold level in the uppermost groundwater.
    • Evaluation of the Netherlands Groundwater Model, LGM, for calculating pathlines, travel times and concentration at abstraction wells

      Kovar K; Uffink GJM; Pastoors MJH; LBG (1996-11-30)
      Versie 2 van het quasi-driedimensionale RIVM grondwatermodel LGM, voor de berekening van stroombanen, verblijftijden en concentratie-doorbraakkrommen op pompstations is beschreven. De evaluatie was nodig voor de aankomende toepassing van het model in het kader van de infrastructuurplanning voor de drink-en industriewatervoorziening. Het LGM is een numeriek model (gebaseerd op de eindige elementenmethode), dat complexe geohydrologische systeem-componenten bevat. Het maakt gebruik van ruimtelijk variabele (heterogene) gegevens voor vier watervoerende pakketten voor het gehele gebied van Nederland. Voor de numerieke evaluatie van het LGM is gebruik gemaakt van het analytische rekenprogramma FLOPZ1, voor homogene veldcondities. Een van de conclusies van de studie is dat een modelbenadering door middel van een complex numeriek ruimtelijk-variabel model, zoals het LGM, een voorwaarde is om stroombanen, verblijftijden en concentratie-doorbraakkrommen op adequate wijze te bepalen. De nadruk ligt op de evaluatie van het LGM voor freatische grondwaterwinningen. Er zijn echter ook aanbevelingen gedaan met betrekking tot toepasbaarheid van het LGM voor andere typen van grondwateronttrekkingen. Verder is aandacht gegeven aan richtlijnen voor de selectie van een adequate ruimtelijke resolutie van het eindige elementengrid.
    • GRRR. The EXPECT groundwater model for transport of solutes

      Meijers R; Sauter FJ; Veling EJM; van Grinsven JJM; Leijnse A; Uffink GJM; MTV; CWM; LBG (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 1994-07-31)
      In this report the design and first test results are presented of the EXPECT groundwater module for transport of solutes GRRR (GRoundwater source Receptor Relationships). This model is one of the abiotic compartment modules of the EXPECT model. The EXPECT model is a tool for scenario development of environmental policy plans. It covers the pathway of environmental pollutants from emissions to effects on biotic and abiotic receptor systems. The GRRR model computes the transport of solutes in the groundwater compartment by means of source-receptor relationships. These relationships are derived with the National Groundwater Model (LGM) developed at LBG, RIVM. This approach results in a fast calculating model which produces results in an aggregated format. Example results illustrate the way the model works. Based on three fictious scenarios, nitrogen contents have been computed in shallow and deep groundwater layers. The conclusion was made that the model is suited to perform scenario analyses, but for extreme scenarios or for detailled calculations a research model like LGM is better suited.<br>
    • INTRAVAL phase 2, test case Mol. Simulation of the underground migration experiment

      Kooten JJA van; Uffink GJM (1993-07-31)
      Abstract niet beschikbaar
    • Landelijk Grondwater Model (LGM). Testberekeningen met een module voor stoftransport

      Uffink GJM; LBG (1996-01-31)
      In het kader van de ontwikkeling van een Landelijk Grondwater Model is een prototype gereed gekomen van een module voor het transport van opgeloste stoffen. In dit model wordt rekening gehouden met advectief-dispersief transport, eerste orde afbraak, adsorptie-kinetiek en zowel lineaire als niet-lineair evenwichtsadsorptie. In het rapport wordt verslag gedaan van enkele testberekeningen. Voor eenvoudige situaties geeft het programma resultaten die goed overeenkomen met bekende analytische oplossingen. Daarnaast is het model toegepast voor enkele minder eenvoudige problemen: een grondwaterwinning onder een afdekkende kleilaag en een regionaal probleem waarbij naar de verspreiding wordt gekeken van een stof (bijvoorbeeld nitraat) die door uitspoeling vanaf maaiveld in het grondwater terecht komt. De testen geven aan dat het programma voor dit type problemen zeer geschikt is.
    • LGMCAD, a Solute Transport Module of the Groundwater Model for the Netherlands. User&apos;s Manual

      Uffink GJM; LBG (1999-06-24)
      Dit rapport geeft een beschrijving van de invoerbestanden voor het programma LGMCAD. Dit is een moduul voor het transport van opgeloste stoffen, behorend bij het Landelijk Grondwater Model (LGM). Daarnaast zijn enkele hulpprogramma's beschreven. SHOWCLOUD is een programma om de locatie van een deeltjeswolk op het scherm zichtbaar te maken. Tevens is een hulpprogramma CLDGRID beschreven, dat de deeltjes georiknteerde uitvoer omwerkt tot concentraties opgeloste stof in een 2-dimensionaal grid. De grid-bestanden die hiervan het resultaat zijn, kunnen zichtbaar worden gemaakt met een commercieel of 'public domain' programma voor het maken van contourlijnen. In enkele appendices worden de formaten beschreven van alle bestanden die aan de orde komen bij een stof transport simulatie met het programma LGMCAD.
    • LGMCAD, a Solute Transport Module of the Groundwater Model for the Netherlands. User's Manual

      Uffink GJM; LBG (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 1999-06-24)
      This report describes the input files for the program LGMCAD, which is the solute transport module of the National Groundwater Model for the Netherlands (LGM). Additionally, several accompanying programs are described. SHOWCLOUD is a program to display the location of the cloud of particles on the screen. Also described is a tool CLDGRID that converts the particle oriented output into solute concentrations on a 2-dimensional grid. The resulting grid files may be visualized with a commercial or public domain contour line program. In several appendices the formats are described of all the files that are involved in a complete solute transport simulation with LGMCAD.
    • Nitrate Transport Modeling in Deep Aquifers. Comparison between Model Results and Data from the Groundwater Monitoring Network

      Uffink GJM; Romkens PFAM; LBG (2001-05-09)
      Nitraatmetingen uit het Landelijk Meetnet Grondwater worden vergeleken met modelberekeningen. Het model (LGMCAD) beschrijft het advectief en dispersief transport van opgeloste stoffen in grondwater en hanteert een eerste orde afbraak proces als vereenvoudiging voor denitrificatie. Het onderzoeksgebied (40 x 30 km2) is gelegen in het oostelijk deel van Nederland. Op grond van een serie verkennende berekeningen worden verschillende wijzigingen aan het model voorgesteld. Na een tweede serie model runs worden de wijzingen nader beoordeeld en besproken. Een belangrijk punt blijkt de verticale verdeling van het nitraatgehalte te zijn en de processen die hierop van invloed zijn, zoals de verticale menging door dispersie en de verdeling van de neerwaartse snelheidscomponent. Wat betreft de denitrificatie-parameter worden de beste resultaten verkregen met een halfwaardetijd tussen 3 en 5 jaar en een locale verfijning onder de beek- en rivierdalen en in een zone boven en onder de kleilagen. Deze verfijning bestaat uit een verder verlaging van de halfwaardetijd, gebaseerd op het feit dat het hier aanwezige organisch materiaal de denitrificatiecapaciteit verhoogt. Het rapport bespreekt verder de ruimtelijke representativiteit van meetgegevens en rekenresultaten.
    • Nitrate Transport Modeling in Deep Aquifers. Comparison between Model Results and Data from the Groundwater Monitoring Network

      Uffink GJM; Romkens PFAM; LBG (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 2001-05-09)
      Nitrate measurements from the Netherlands Groundwater Monitoring Network and model simulations were compared for deep aquifers in the eastern part of the Netherlands. The area studied measured 40 x 30 km2. The model describes advective-dispersive solute transport in groundwater and utilizes a first-order decay process in a simplified approach to denitrification. On the basis of preliminary model runs several modifications of the solute transport model were proposed; the model was evaluated and discussed after a second series of runs. A major factor in the results appears to be the vertical distribution of the nitrate content and the processes that affect it, such as the vertical mixing by dispersion and the distribution of the downward groundwater velocity. With respect to the denitrification parameter, the best results were obtained with a half-lifetime (T50) between 3 - 5 years and a local refinement underneath the river valleys and brooks, and in a zone above and below the clay layers. The refinement consisted of a further reduction of the half-lifetime based on the presence of organic matter increasing the denitrification capacity. The report further discusses the representativeness in space of the monitoring data and the simulation results.
    • Toepassing van LGMCAD voor de berekening van het nitraatgehalte in ruwwater op grondwaterpompstations in Twente en de Achterhoek. Tevens achtergronddocument voor de Nationale Milieuverkenning 2000-2030

      Uffink GJM; Mulschlegel JHC; LBG; LWD (2002-08-23)
      In het kader van de 5e Nationale Milieuverkenning 2000-2030 is de nitraatontwikkeling in het ruwwater op de pompstations in de regio's Twente en de Achterhoek bestudeerd. In dit rapport worden de modelkeuzen en invoergegevens beschreven en besproken. De resultaten geven aan dat de nitraatconcentraties op dit moment stabiel zijn of dalen. Tevens blijkt dat in 2030 in het ruwwater van alle in de Achterhoek gelegen winningen de nitraatconcentraties beneden de drinkwaternorm van 50 mg/l liggen , terwijl in Twente op enkele pompstations nitraatconcentraties gaan voorkomen die de drinkwaternorm overschrijden. Special aandacht wordt besteed aan denitrificatie. Alle berekeningen zijn tweemaal uitgevoerd: zowel zonder als met denitrificatie. Het blijkt dat denitrificatie leidt tot concentraties die een orde van grootte lager liggen dan wanneer denitrificatie niet in rekening wordt gebracht. Het jaar 1950 is gekozen als beginpunt voor de berekeningen. Voor de prognoses voor de periode 2000-2030 is de fout die voorkomt uit een niet correcte schatting van de beginsituatie verwaarloosbaar klein.De berekende waarden van v66r 2030 zijn vergeleken met de meetwaarden die vanaf 1968 zijn verzameld. Voor het merendeel van de pompstations blijken de berekende gehaltes hoger te liggen dan de metingen. De voorspelde nitraatgehaltes zijn daarom vermoedelijk te hoog. In het rapport worden hiervoor een aantal verklaringen gegeven en nader besproken.
    • Toepassing van LGMCAD voor de berekening van het nitraatgehalte in ruwwater op grondwaterpompstations in Twente en de Achterhoek. Tevens achtergronddocument voor de Nationale Milieuverkenning 2000-2030

      Uffink GJM; Mulschlegel JHC; LBG; LWD (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 2002-08-23)
      For the 5th National Environmental Outlook 2000-2030 the breakthrough of nitrates is studied in groundwater abstraction wells located in Twente and the Achterhoek. In this report model choices and input data are described and discussed in detail. Model results indicate that at present nitrate concentrations are stable or slightly decreasing. The results also show that in 2030 the nitrate contents in the pumping stations located in the 'Achterhoek' will not exceed the EC drinking standard (50 mg L-1), while in 'Twente' several pumping stations will exceed the EC standard after 2030. Special attention is paid to denitrification. All calculations are performed twice: with and without denitrification. It appears that denitrification leads to concentrations one order of magnitude lower than when denitrification is not taken into account. The groundwater qualitity situation in 2000 is not sufficiently known to be used as an initial condition. Therefore, the year 1950 has been chosen as the start of the simulation period. Errors due to an incorrect estimate of the situation in 1950 are small, when predictions for 2000-2030 are considered. Simulated data for the period before 2000 and measurements collected since 1968 are compared. For the majority of pumping stations the model results appear to be higher than the measured values. This suggests that the predicted nitrate concentrations given for 5th National Environmental Outlook are probably too high. Several possible explanations are given and discussed.