Bepaling van denitrificatieparameters in diep grondwater. Een 'pilot-study' voor enkele pompstations in Nederland

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.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