Karakteriseren van grondwaterfluctuaties: de begrippen GHG en RHG

Grondwaterstanden fluctueren jaarlijks, maar ook gedurende het jaar, met name door wisselende hoeveelheden neerslag en verdamping. Inzicht in de gemiddelde grondwaterstanden én in grondwaterfluctuaties is van belang om de grondwaterstanden te kunnen toetsen aan ontwateringsrichtlijnen of ontwerpnormen, om kansen voor infiltratie te bepalen of bijvoorbeeld de noodzaak voor drainage. Fluctuaties van de grondwaterstanden kunnen worden gekarakteriseerd met twee algemeen toegepaste methoden, die hieronder staan toegelicht: De methode van de gemiddeld hoogste en laagste grondwaterstand (GHG/GLG). De methode van de representatieve hoge en lage grondwaterstand (RHG/RLG). Gemiddeld hoogste en laagste grondwaterstand (GHG en GLG) De klassieke methode voor het bepalen van de GHG/GLG is in de jaren 50 en 60 van de vorige eeuw ontwikkeld. Op de GHG- en GLG-waarden zijn de grondwatertrappen   gebaseerd. De basis hiervoor zijn handmetingen op elke 14e en 28e van iedere maand.  Voor het bepalen van de GHG/GLG gelden de volgende uitgangspunten: De meetreeks bestaat uit tweewekelijkse metingen, op de 14e en de 28e van iedere maand; in totaal 24 metingen per jaar. Per hydrologisch jaar  wordt het gemiddelde bepaald van de drie hoogst gemeten grondwaterstanden (HG3) en de drie laagst gemeten grondwaterstanden (LG3). De gemiddelde hoogste en laagste grondwaterstand wordt bepaald op basis van HG3 en LG3 over ten minste acht jaar. De waterhuishoudkundige omstandigheden moeten gelijk zijn voor de periode waarover wordt gemiddeld, dus een periode van ten minste acht jaar. Handmatige metingen De methode van de gemiddeld hoogste en laagste grondwaterstand is ontwikkeld in een tijd waarin de grondwaterstanden nog niet automatisch werden geregistreerd. De tweewekelijkse metingen werden handmatig gedaan. Vanwege het lage aantal metingen van de grondwaterstanden per jaar was er een lange periode nodig om een goede karakterisering van het grondwaterregime te kunnen opstellen. Daarom werd hiervoor een periode van minimaal acht jaar gehanteerd. Metingen met behulp van dataloggers Ongeveer vanaf 2010 werden er steeds vaker dataloggers gebruikt om de grondwaterstanden te registreren. Deze dataloggers registreren elke dag of elk uur de grondwaterstanden. Voor het bepalen van de GHG of de GLG op basis van deze hoogfrequente metingen worden dan alleen metingen van de 14e en de 28e dag van de maand gebruikt; eventueel gespecificeerd tot de meting van 12 uur ’s middags als er meer dan één keer per dag wordt gemeten. De overige metingen worden dan niet gebruikt.  Dataloggers registreren meestal elk uur de grondwaterstanden. Dit betekent 24 x 365 = 8.760 grondwaterstandmetingen per jaar. Dat is een groot verschil met de vroeger gehanteerde tweewekelijkse handpeilingen, met 24 metingen per jaar. Met de hoogfrequente grondwaterstandmetingen wordt de dynamiek van de grondwaterfluctuaties veel beter in beeld gebracht, bijvoorbeeld het effect van neerslag en verdamping op de grondwaterstand. De metingen op uurbasis hebben geleid tot een nieuwe karakteriseringsmethode: de methode van de RHG/RLG. Representatieve hoge/lage grondwaterstand (RHG/RLG) Voor het bepalen van de representatieve hoge en lage grondwaterstanden RHG en RLG wordt gebruikgemaakt van percentielwaarden van een meetreeks. Veel gehanteerde percentielwaarden zijn de 10- en de 90-percentiel. De representatieve hoge grondwaterstand is de 90e percentiel. Dit betekent dat 90% van de metingen een lagere waarde heeft. Bij 10% van de metingen is de grondwaterstand dus hoger dan de RHG. Dit komt overeen met 36 dagen per jaar. De representatieve lage grondwaterstand is de 10e percentiel. Dit betekent dat 10% van de metingen een lagere waarde heeft. Bij 10% van de metingen is de grondwaterstand dus lager dan de RLG. Dit komt overeen met 36 dagen per jaar. Het voordeel van de RHG/RLG-methode is dat het helder is welke overschrijdingsduur (aantal dagen per jaar) hiervoor is gehanteerd. Dit kan van belang zijn bij het toetsen van grondwaterstanden aan beleid of aan ontwerpnormen. In specifieke gevallen kunnen er andere percentielwaarden worden toegepast als er een andere overschrijdingsduur dan 36 dagen per jaar wordt geëist. Voor het toepassen van de RHG/RLG-methode geldt dat de meetreeks moet bestaan uit een compleet jaar, of uit meerdere complete jaren. De reden hiervoor is dat alleen complete jaren een goed beeld geven; een meetreeks van bijvoorbeeld 1,5 jaar met één winter en twee zomers geeft een vertekend beeld van de RHG en de RLG door de oververtegenwoordiging van de zomerperiode met lage grondwaterstanden in de meetreeks. Onderstaand voorbeeld toont de RHG- en de RLG-lijnen die zijn opgenomen in een meetreeks. Het is duidelijk te zien dat de grondwaterstanden tijdelijk hoger zijn dan de RHG en tijdelijk lager dan de RLG.  Figuur A Voorbeeld grondwatermeetreeks met RHG- en RLG-lijn Vergroot afbeelding