Om meer inzicht te krijgen in het hydrochemisch functioneren van poldergebieden zijn hoogfrequente concentratiemetingen ingewonnen in de Lage Afdeling in Flevoland. Berendrecht Consultancy heeft als onderdeel van deze studie van Deltares met behulp van tijdreeksanalyse onderzocht of er een relatie kan worden gelegd tussen het hoogfrequente concentratieverloop van nitraat en de neerslag.
In de Lage Vaart, nabij het gemaal De Blocq van Kuffeler, is een semi-continue monitoringstation ingericht (locatie A in de figuur). Hier zijn van oktober 2014 tot april 2015 de P-totaal concentratie, NO3 concentratie, geleidbaarheid en watertemperatuur gemeten. Aangezien de P-totaal concentratie in sterke mate bleek samen te hangen met de bediening van het gemaal, hebben we de tijdreeksanalyse beperkt tot de NO3 concentratie. De tijdreeks van het concentratieverloop is weergegeven in onderstaand figuur (bovenaan), samen met neerslagdata van HydroNet, een online database met neerslaggegevens gebaseerd op gekalibreerde radarbeelden (onderaan).
Resultaat tijdreeksanalyse
De tijdreeksanalyse is uitgevoerd met een transfer-ruis model. Hiervoor hebben we gebruik gemaakt van de Metran software die we in samenwerking met de Geologische Dienst-TNO hebben ontwikkeld (zie project Tijdreeksanalyse ten behoeve van DINO informatieproducten). Voor de transferfunctie hebben we gebruik gemaakt van een vooraf gedefinieerde Pearson III verdelingsfunctie. Om beter te voldoen aan de statistische uitgangspunten van het tijdreeksmodel, hebben we de analyse uitgevoerd op de log-getransformeerde NO3 meetreeks. De resultaten zijn weergegeven in onderstaand figuur. De bovenste figuur toont de metingen en het gemodelleerde concentratieverloop, de onderste figuur toont de residuen (meting minus model).
Met het transfermodel kan 70% van de concentratie variatie verklaard worden uit neerslag. Het transfermodel beschrijft met name de langzame dynamiek goed. De hoogfrequente dynamiek kan met het transfermodel niet of nauwelijks aan de neerslag worden gerelateerd en wordt beschreven door het stochastisch model. De resultaten laten zien dat vooral in droge periodes de daling van de concentraties goed wordt gemodelleerd. De natte periodes tonen verschillende resultaten: in december wordt de toename van de concentratie goed gemodelleerd, in januari de concentratie wordt overschat, terwijl in februari/maart de concentratie wordt onderschat. De overschatting in januari is mogelijk het gevolg van verdunning als gevolg van zware regenval. Dit is een niet-lineaire effect dat niet in de transfermodel zit. De onderschatting en vooral de pieken in februari/maart kunnen mogelijk worden verklaard door het uitrijden van mest in die periode.
- Project: Analyse hoogfrequente data van nitraat concentraties
- Opdrachtgever: Deltares
- Periode: 2015
- Functie: expert tijdreeksmodellering