In deze presentatie wordt uitleg gegeven over het bodemdaling model voor de Provincie Utrecht, dat ontwikkeld is in ArcGIS 10.

2. 2
De veengronden van de Provincie Utrecht zijn weinig draagkrachtig en gevoelig voor
bodemdaling. Bodemdaling heeft tot gevolg dat bouwwerken en infrastructuur
verzakken. Dit brengt herstelkosten met zich mee en op (langere) termijn tast het
ook de landschappelijke kwaliteiten van het gebied aan. Daarnaast leidt oxidatie
van het veen tot broeikasgasemissies (CO2 en CH4), wat bijdraagt aan de
klimaatverandering.
De Provincie heeft als doelstelling om zoveel mogelijk negatieve gevolgen van
bodemdaling te voorkomen. Om het duurzaam ruimtelijk beleid verder uit te werken
wil de Provincie meer inzicht hebben in de veranderingen van het toekomstige
maaiveld. De Provincie wil dat de eigenschappen van de ondergrond vaker worden
meegenomen bij de bovengrondse inrichting. Een instrumentarium om toekomst
scenario’s voor bodemdaling in beeld te brengen blijkt hiervoor een vereiste.
ir. M.L. van der Schans, ing. Y. Houhuessen, Grontmij, Afdeling Watermanagement

3. INVOER
3
DISCRETISATIE IN TIJD PEILENKAART GRONDWATERKAART GEOTOP DEKLAAG: GEOTOP tabel AHN
- Naam scenario GlG, GhG GLG, GHG Maaiv., Laagdikte, Bodemtype Leganda & NAP-laaghoogtes maaiveld
- Rekenperiode
- Rekenstappen
- wegschrijven resultaten GEOTOP BODEM
Bovenste 1 m **
BODEMKAART
RUIMTELIJKE DIISCRETISATIE Correctie kleidek, min veendikte **nog niet beschikbaar
- modelgebied (x-y Niet mee rekenen
- gridgrootte STEDELIJK BODEM- Wel al definiëren
CORRECTIE (dikte, type)
Samengestelde BODEMOPBOUW
GEOTOP is basis, overige
vormen correcties
SCENARIO/ <AATREGEL
HUIDIGE BODEMOPBOUW (t = -1)
OPHOGING, laagdikte, OPHOGING Maaiveld, Laagdikte, Bodemtype
bodemtype, gws HUIDIGE HYDROLOGIE (t = -1)
ja Waterpeil, Peilvakindeling (p), Grondwaterstanden
nee
Verandering BODEMOPBOUW
LANDGEBRUIK
Extra lagen erop door ophoging
ΔGLG, a, bodemopbouw
Verandering HYDROLOGIE
grondwaterstanden
LAAGOPBOUW
KLIMAAT BODEMOPBOUW (per tijdstap; start t = 0)
ΔGLG, ΔGHG Maaiveld, Laagdikte, Bodemtype
HYDROLOGIE Stap 1
Waterpeil, Peilvakindeling (p), Grondwaterstanden
OXIDATIE (AAN/ UIT) Stap 3 Stap 2 ZETTING (AAN/ UIT)
Alleen bij start
Volgende (vóór 1e tijdstap)
tijdstappen? Per gewenste
tijdstap GRONDEIGENSCHAP
Bodemtype,
Volumegewicht droog
Zoek bovenste Eindspanning
Volumegewicht nat
veenlaag i σ(t=30) - σ(0)
Samendrukkkingscoeff.
Initlele spanningen consolidatiecoefficient
Per laag: σg, σw, σk afstromingsconstante
Procentuele zetting
Kleidekdikte (K)
/Koppejan/ σ, ε)
Alloceer rest van tijdstap
∑D (i<veen)
naar diepere veenlaag
OXIDATIE
PARAMETERS
a, b, c
Iteratie
stap
Oxidatiesnelheid ΔV Afname laagdikte
(GLG, V, a,b,c) (%D * D(i))
Afname laagdikte (∆V Laagdiepte na zetting
= D(i)-OX (i) D(i, eind)
Iteratiecriterium
Veenlaag
nee ΔM<0.001
Dikte = 0?
Consolidatiegraad
U(t)
eind zetting
Maaivelddaling ΔZ(eind) = ∑Di
(∑V(i)
PEILBEHEERSTRAT.
I =0 tot 100% Peilaanpassing Zetting
I * ΔM(p) ΔZ(I,t)
Afronden
tijdstap
HOOGWATERZONES
Grid met ligging I = 0 Aanpassing grond- Maaivelddaling
waterstand (ΔM, ΔP) (∑V(i)
Peilbeheerstrategie Reken met
I, λ overgangszone
nee
ja POST PROCESSING
SPREIDINGSLENGTE CONTROLES
Correctie Grond- Bestanden
Λ, default is 32 m in hwz FOUTENLOGS??
waterstand opslaan op t = ….
Reken met
Onderw.-drains Scenario’s
nee vergelijken
ja
ONDERWATERDRAINS Correctie Grond- Filmpje
Voer functie in: GLG, ZP waterstand maaivelddaling
INVOER
BESLISSING
Controle inundatie:
(P>M, G>M)
KAART
LEGENDA’S
REKENWAARDE
ir. M.L. van der Schans
ja EINDE POST-PROCES
ing. Y. Houhuessen

4. 4
 Combineren van bodeminformatie t.o.v. NAP en maaiveld
 Omvang en aantal dataset i.c.m. doorlooptijd berekening
 Complexiteit in berekeningen
 Kringverwijzing in iteratie zetting berekening
 Geen standaard ArcGIS tools beschikbaar voor berekening
 Einddoel: applicatie die deze analyse kan uitvoeren

5. 5
 Rekenpunten
 Maaiveld (AHN)
 Bodemkaart en GeoTOP
 Grondwaterstanden (hoog en laag)
 Verandering in waterstand
 Zomer- en winterpeil
 Peil vakken, peil indexatie
 Stedelijke bodemcorrectie (antropogene ophoging)
 Ophoging, onderwater drains
 Oxidatie- en zettingsparameters

6. 6
1: inlezen bodemopbouw 3a: bereken oxidatie
2: inlezen scenario gegevens 3b: bereken zetting

7. 7
 Inlezen bodemopbouw levert punten met per punt informatie
over de bodemopbouw
 Inlezen scenario verijkt het puntenbestand met scenario
informatie
 Er kunnen meerdere scenario's aangemaakt worden op basis
van de bodemopbouw
 Op basis van de bodemopbouw kan een oxidatie en/of zetting
berekening uitgevoerd worden.

8. 8
 Combineer maaiveld en bodeminformatie en genereer een
punten featureclass met een gerelateerde tabel (1:n) die de
bodemopbouw bevat.
1 locatie is gekoppeld aan
meerdere records in de tabel
Rekenpunten
Bodemopbouw
punten en tabel
Bodemkaarten
GeoTOP
Maaiveld Configuratie tabel
Stedelijke bodemcorrectie

9. 9
 Deze dataset wordt aangemaakt door TNO en bestaat uit zo’n
220 rasters die met een resolutie van 100m de bodem in
stappen van een halve meter t.o.v. NAP beschrijft.
www.tno.nl

10. 10
3D
2D

11. 11
 Lees maaiveld hoogte uit
 Lees vervolgens de bodemkaarten uit.
 Bepaal hoogte t.o.v. NAP van onderkant laatste bodemkaart
 Ga op die hoogte verder met het uitlezen van GeoTOP
maaiveld
Bodemkaarten
Bodemkaarten
GeoTOP
GeoTOP

12. 12
 In deze stap wordt het puntenbestand verrijkt met scenario data
(hydrologie, ophoging, bodemconstanten en zettingparameters
Bodemopbouw
(aggregatie)
Bodemopbouw
punten en tabel Bodemopbouw
punten (verrijkt)
Hydrologie
Ophoging Configuratie tabel
Bodemconstanten
Zettingsparameters

13. 13
 Bij oxidatie wordt per tijdstap de maaivelddaling, veenlaag
dikte, peil aanpassing en grondwater stand berekend
De berekening is ontworpen in Excel voor 1 locatie en is in ArcGIS doorgevoerd voor miljoenen locaties

14. 14
 Oxidatie wordt alleen berekend als in de bovenste 2 meter veen
voorkomt. Rasters aanmaken per tijdstap is optioneel.
Bodemopbouw Oxidatie
(aggregatie)
Bodemopbouw
punten en tabel Oxidatiepunten
Rekengebied Rekengebied
Tijdstappen Uitvoer rasters:
 Grondwaterstand
 MaaiveldDaling
 MaaiveldNaZetting
 VeendikteNaZetting

15. 15
Maaivelddaling
Grondwaterstand na oxidatie
Maaiveld na oxidatie
Veendikte na oxidatie

16. 16
 Het model berekent de compactie van de ondergrond als
gevolg van een belastingtoename met onderstaande formule:
(Koppejan – Terzaghi – Buisman)
waarin:
∆h(t) verticale samendrukking grondlaag, op tijdstip t [m]
h oorspronkelijke dikte grondlaag [m]
Cp primaire samendrukkingscoëfficiënt beneden de grensspanning [-]
U(t) consolidatiegraad op tijdstip t [-]
Cs seculaire samendrukkingscoëfficiënt beneden de grensspanning [-]
t tijd in dagen na ophogen [d]
pg grensspanning [kN/m2]
p(i,0) initiële verticale korrelspanning midden in de betreffende grondlaag [kN/m2]
C’p primaire samendrukkingscoëfficiënt boven de grensspanning [-]
C’s seculaire samendrukkingscoëfficiënt boven de grensspanning [-]
∆p(i,teind) toename verticale korrelspanning [kN/m2]

17. 17
 In Excel is de formule uitgewerkt voor 1 locatie. De zetting
wordt via een kringverwijzing uitgerekend. Dit laat zich het
makkelijkst in Excel uitrekenen.

18. 18
 Zetting wordt alleen berekend als er ophoging heeft plaatsgevonden
of als er sprake is van verandering van grondwaterstand.
Bodemopbouw + Scenario data Zetting
Bodemopbouw
punten en tabel Zettingpunten
Rekengebied Rekengebied
Configuratie tabel Zetting raster
Phoenix tabel
Zettingparameters
Zettingparameters

19. 19
Zetting bij antropogene ophoging van 1 meter

20. 20
Voor advies m.b.t. Bodemdaling en andere vraagstukken op het
gebied van Watermanagement:
http://nl.linkedin.com
Martin [DOT] vanderSchans [AT] Grontmij [DOT] NL
Martin van der Schans
Adviseur Waterbeheer http://www.grontmij.nl
Grontmij Nederland BV :: GIS & ICT – GIS Team :: http://www.Grontmij.com :: +31 30 220 79 11

21. Voor al uw GIS vraagstukken
http://twitter.com/#!/XanderBakker
http://nl.linkedin.com/in/xanderbakker
Xander Bakker
Senior GIS Advisor
Xander [DOT] Bakker [AT] Grontmij [DOT] NL
http://software.grontmij.nl
Grontmij Nederland BV :: GIS & ICT – GIS Team :: http://www.Grontmij.com :: +31 30 220 79 11