Peilbuis voor grondwater
Peilbuis voor grondwater (foto Roel Wijnants)

Grondwatermetingen met seismische achtergrondruis

31 maart 2023

In de zomer veroorzaakt het neerslagtekort soms problemen voor landbouw en natuur. Daarom is het belangrijk om de grondwaterstand nauwkeurig te monitoren. Onderzoekers van het KNMI en Universiteit Utrecht hebben een methode ontwikkeld om grondwaterveranderingen te meten met seismische achtergrondruis, afkomstig van onder andere oceaangolven, wegverkeer en wind.

De grondwaterstand stijgt in de herfst en in de winter door een neerslagoverschot, terwijl die in de lente en in de zomer daalt door een neerslagtekort. Door te kijken naar veranderingen in de snelheid waarmee trillingen door de bodem reizen (de zogeheten seismische snelheid), kunnen seizoensgebonden veranderingen in de grondwaterstand in kaart worden gebracht voor de ondergrond van Groningen.

Figuur 1. Verloop van de seismische snelheid (a) en de grondwaterstand (b). Deze figuren laten een duidelijke anticorrelatie zien: Bij een hogere grondwaterstand in de winter meten we een lagere seismische snelheid, een lagere grondwaterstand zorgt juist voor een hogere seismische snelheid. (bron: KNMI/grondwatertools.nl/gwsinbeeld)

Behalve trillingen afkomstig van aardbevingen registreert een seismisch netwerk ook achtergrondruis. Door metingen op verschillende locaties te vergelijken, kunnen we ruis omzetten naar bruikbare signalen. Zo kunnen we kleine veranderingen meten in de snelheid van seismische golven. Omdat in Groningen veel seismische meetstations zijn verspreid over een relatief kleine regio, kunnen we heel precies de snelheid van seismische golven meten.  

Hogere seismische snelheid in zomer

In Groningen neemt de seismische snelheid in de zomer iets toe, terwijl die in de winter juist afneemt. Dit komt door seizoensgebonden veranderingen in de grondwaterstand. Als de grondwaterspiegel door neerslag in de herfst en winter stijgt, stijgt ook de waterdruk in de ruimte tussen de zandkorrels (de zogeheten poriëndruk), wat leidt tot een daling van de seismische snelheid (figuur 1). In de lente en in de zomer verdampt er juist grondwater, waardoor de snelheid stijgt. De seismische snelheid kan dus inzicht geven in de grootte van het neerslagtekort.

Gemiddelde van groter gebied

Omdat achtergrondruis altijd aanwezig is, kunnen we continu seismische snelheidsveranderingen meten. We kunnen deze ruis dan ook goed gebruiken om op een alternatieve manier veranderingen in de grondwaterstand te meten. Daar komt bij dat de grondwatermeting met achtergrondruis een gemiddelde is van grondwaterstanden over een groter gebied, in tegenstelling tot de puntmetingen in een hydrologisch boorgat.

Een gedetailleerde beschrijving van de methode, die gebruikt is in deze studie, is te vinden in het bijbehorend wetenschappelijk artikel.

Recente nieuws- en klimaatberichten

  1. Leerlingen helpen KNMI satellietmetingen beter te begrijpen

    Leerlingen van scholen door heel Nederland hebben meegeholpen met een onderzoek om de satellietme...

    07 juni 2023 - Nieuwsbericht
  2. Noordenwind laat ons wachten op de eerste zomerse dag

    Een hardnekkig hogedrukgebied boven Groot-Brittanniƫ zorgde voor een uitzonderlijk groot aantal d...

    01 juni 2023 - Nieuwsbericht
  3. Op een na natste lente van deze eeuw

    De lente was zeer nat: deze eeuw was alleen het voorjaar van 2006 natter. Met een gemiddelde temp...

    01 juni 2023 - Nieuwsbericht
  4. Zomer bijna net zo nat als winter

    Je zou het misschien niet denken, maar in Nederland valt er in de zomer bijna net zo veel neersla...

    25 mei 2023 - Nieuwsbericht
Toon alle nieuws- en klimaatberichten