Welke vraagstukken onderzoek je binnen Bodem, Water en Stoffen?
- Hoe beïnvloeden bodemopbouw, bodemtypen, porositeit en doorlatendheid de beweging van water en stoffen door de ondergrond?
- Hoe hangen neerslag, infiltratie, grondwaterstanden, grondwaterstroming, kwel, wegzijging en oppervlaktewater met elkaar samen?
- Welke processen bepalen hoe opgeloste stoffen en verontreinigingen zich door bodem en grondwater verplaatsen, verspreiden of worden vastgelegd?
- Hoe combineer je bodemgegevens, grondwatermetingen, waterkwaliteitsgegevens en andere open geodata om mogelijke verspreidingsroutes en kwetsbare gebieden te onderzoeken?
- Hoe gebruik je QGIS en open geodata om de samenhang tussen bodem, water en stoffen ruimtelijk te analyseren en bruikbare informatie te ontwikkelen voor duurzaam bodem- en waterbeheer?
Tijdens deze Blended Learning leer je hoe bodem, grondwater, oppervlaktewater en stoffen met elkaar samenhangen en hoe deze processen geografisch kunnen worden onderzocht. Je ontdekt waarom de opbouw en eigenschappen van de ondergrond bepalend zijn voor de beweging van water en het mogelijke transport van stoffen. Met QGIS en open geodata leer je bodemgegevens, grondwatermetingen en waterkwaliteitsgegevens combineren, analyseren en visualiseren. Daarbij ontwikkel je praktische vaardigheden om ruimtelijke patronen, mogelijke verspreidingsroutes en aandachtspunten voor bodem- en waterbeheer inzichtelijk te maken.
De theorie achter bodem, water en stoffen
Een goede analyse van de wisselwerking tussen bodem, water en stoffen begint met inzicht in de opbouw en eigenschappen van de ondergrond. Je maakt kennis met bodemlagen, watervoerende pakketten, slecht doorlatende lagen, porositeit, doorlatendheid en de verschillen tussen verzadigde en onverzadigde zones. Je leert hoe deze eigenschappen bepalen waar water kan infiltreren, worden opgeslagen en door de ondergrond kan stromen.
Je onderzoekt de belangrijkste processen van de waterkringloop in de ondergrond, waaronder neerslag, infiltratie, verdamping, grondwateraanvulling, kwel en wegzijging. Daarbij leer je het verschil tussen grondwaterstand en stijghoogte en maak je kennis met het begrip hydraulische gradiënt. Je ontdekt hoe verschillen in stijghoogte en doorlatendheid de richting en snelheid van grondwaterstroming beïnvloeden.
Daarnaast maak je kennis met de belangrijkste processen die het transport van stoffen in bodem en grondwater bepalen. Je leert het verschil tussen advectie, dispersie en diffusie en onderzoekt hoe sorptie, afbraak en chemische reacties de verspreiding en concentratie van stoffen kunnen beïnvloeden. Je ontdekt waarom verschillende stoffen zich onder vergelijkbare omstandigheden toch anders kunnen gedragen.
Ook besteed je aandacht aan de relatie tussen grondwater en oppervlaktewater. Je onderzoekt hoe watergangen, drainage, grondwateronttrekkingen, bodemgebruik en menselijke activiteiten invloed kunnen hebben op grondwaterstroming en de verplaatsing van stoffen. Daarbij maak je onderscheid tussen het herkennen van mogelijke verspreidingsroutes op basis van geografische gegevens en het daadwerkelijk berekenen van grondwaterstroming en stoftransport met gespecialiseerde modellen.
Je maakt op hoofdlijnen kennis met numerieke grondwatermodellen, zoals MODFLOW, en stoftransportmodellen, zoals MT3D-USGS. De nadruk ligt op het begrijpen van de processen, de benodigde invoergegevens en de interpretatie van modelresultaten, niet op het zelfstandig ontwikkelen van complexe numerieke modellen.
Werken met open bodem-, grondwater- en waterkwaliteitsgegevens
Voor het onderzoeken van bodem, water en stoffen zijn verschillende geografische databronnen beschikbaar. Je maakt kennis met gegevens uit de Basisregistratie Ondergrond (BRO), waaronder beschikbare boorprofielen, grondwatermonitoringputten, grondwaterstanden en geologische of hydrogeologische modellen. Via PDOK en andere publieke gegevensvoorzieningen leer je relevante bodem- en ondergrondgegevens vinden en gebruiken.
Daarnaast werk je met beschikbare informatie uit DINOloket, gegevens van waterschappen en provincies en waterkwaliteitsgegevens uit het Waterkwaliteitsportaal. Je ontdekt hoe grondwatermetingen, oppervlaktewatergegevens, bodemkaarten en geografische informatie over watergangen en landgebruik samen een beeld kunnen geven van de wisselwerking tussen bodem en water.
Je combineert deze gegevens met hoogte-informatie uit het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN), informatie over grondwateronttrekkingen en beschikbare gegevens over mogelijke verontreinigingsbronnen. Je leert hoe deze bronnen kunnen bijdragen aan het herkennen van mogelijke infiltratiegebieden, kwelgebieden en ruimtelijke aandachtspunten voor stoftransport.
Je leert hoe je meetpunten, boorprofielen, tijdreeksen, rastergegevens, vectorbestanden en geografische webservices kunt raadplegen en verwerken in QGIS. Daarbij besteed je aandacht aan coördinatenstelsels, verticale referenties zoals NAP, meetdiepten, filterstellingen, meetperioden, metadata, actualiteit en datakwaliteit.
Een belangrijk onderdeel is het kritisch interpreteren van de beschikbare gegevens. Grondwaterstanden op verschillende diepten zijn niet zonder meer vergelijkbaar en meetwaarden op afzonderlijke locaties geven niet automatisch een volledig beeld van grondwaterstroming of stofverspreiding. Je leert daarom onderscheid maken tussen waarnemingen, afgeleide ruimtelijke patronen en resultaten van hydrogeologische modellen.
Bodem, water en stoffen analyseren in QGIS
Na de theoretische basis ga je praktisch aan de slag met bodem-, grondwater- en waterkwaliteitsgegevens in QGIS. Je leert boorlocaties, grondwatermeetpunten, watergangen en beschikbare meetresultaten geografisch weergeven en combineren met bodemkaarten, ondergrondgegevens en hoogte-informatie.
Je voert ruimtelijke analyses uit om de samenhang tussen bodemopbouw, grondwater en oppervlaktewater inzichtelijk te maken. Daarbij gebruik je technieken zoals ruimtelijke selecties, buffers, overlays, attribuutanalyses en thematische kaarten. Je onderzoekt bijvoorbeeld de ligging van grondwatermeetpunten ten opzichte van watergangen, bodemtypen, grondwateronttrekkingen en mogelijke verontreinigingsbronnen.
Daarnaast leer je grondwaterstanden en stijghoogtemetingen op verschillende locaties en tijdstippen vergelijken. Je maakt kennis met het visualiseren van stijghoogteverschillen en het interpreteren van mogelijke stromingsrichtingen op basis van voldoende representatieve meetgegevens. Daarbij leer je waarom meetdiepte, filterstelling, hydrogeologische opbouw en meetmoment bepalend zijn voor een betrouwbare interpretatie.
Je onderzoekt hoe geografische gegevens kunnen worden gebruikt om mogelijke verspreidingsroutes van stoffen en kwetsbare gebieden te signaleren. Je combineert bijvoorbeeld informatie over bodemdoorlatendheid, grondwater, oppervlaktewater en bekende verontreinigingslocaties. Daarbij leer je dat een GIS-analyse mogelijke verbanden zichtbaar maakt, maar niet zelfstandig de werkelijke stromingsrichting, transportsnelheid of concentratieontwikkeling van stoffen vaststelt.
Ook maak je kennis met het geografisch presenteren van resultaten uit grondwater- en stoftransportmodellen. Je ontdekt hoe modeluitkomsten, zoals stijghoogtekaarten of berekende concentratieverdelingen, in QGIS kunnen worden gevisualiseerd en vergeleken met beschikbare meetgegevens. De nadruk ligt op het verantwoord analyseren, interpreteren en communiceren van ruimtelijke informatie.
Van hydrogeologische analyse naar bruikbare informatie
Tijdens deze Blended Learning werk je met realistische praktijkvoorbeelden en open bodem-, grondwater- en waterkwaliteitsgegevens. Je onderzoekt vraagstukken zoals die voorkomen bij gemeenten, provincies, waterschappen, omgevingsdiensten, drinkwaterbedrijven, onderzoeksinstellingen en adviesbureaus die betrokken zijn bij bodem- en waterbeheer.
Je leert hoe je geografische gegevens gebruikt om de wisselwerking tussen bodem en water inzichtelijk te maken, mogelijke verspreidingsroutes van stoffen te onderzoeken en kwetsbare locaties te signaleren. Daarbij besteed je aandacht aan de betrouwbaarheid van meetgegevens, de beperkingen van ruimtelijke analyses en de rol van aanvullende metingen en gespecialiseerde modellen.
Je werkt onder andere aan opdrachten zoals:
- Zoek en combineer beschikbare boorprofielen, bodemkaarten en grondwatermeetpunten uit BRO, PDOK en andere publieke gegevensbronnen voor een gekozen onderzoeksgebied.
- Breng de ruimtelijke samenhang tussen bodemopbouw, grondwatermeetpunten, watergangen en hoogteverschillen in kaart met QGIS.
- Analyseer beschikbare grondwaterstanden of stijghoogtemetingen en onderzoek hoe verschillen tussen meetlocaties en meetperioden kunnen worden geïnterpreteerd.
- Combineer gegevens over bodemdoorlatendheid, grondwater, landgebruik en mogelijke verontreinigingsbronnen om aandachtspunten voor stoftransport en kwetsbare gebieden te signaleren.
- Onderzoek de relatie tussen grondwater en oppervlaktewater door beschikbare meetgegevens, watergangen en bodemgegevens geografisch te vergelijken en mogelijke infiltratie- of kwelsituaties te bespreken.
- Stel voor een praktijkgebied een ruimtelijke analyse op waarin bodemopbouw, grondwater, oppervlaktewater en mogelijke stoftransportprocessen worden gecombineerd, met kaarten, onderbouwde conclusies en aanbevelingen voor aanvullend onderzoek of beheer.
Na afloop kun je beschikbare bodem-, grondwater- en waterkwaliteitsgegevens zelfstandig vinden, beoordelen, combineren en analyseren in QGIS. Je begrijpt hoe bodemopbouw, grondwaterstroming en stoftransport met elkaar samenhangen en hoe deze processen geografisch kunnen worden onderzocht. Je kunt mogelijke ruimtelijke patronen, verspreidingsroutes en kwetsbare gebieden inzichtelijk maken en de resultaten vertalen naar bruikbare informatie voor bodemonderzoek, grondwaterbeheer, milieubeheer en ruimtelijke besluitvorming. Daarmee ontwikkel je een belangrijke Geo-ICT-vaardigheid voor verdere specialisatie in hydrogeologie, grondwatermodellering, waterkwaliteit en duurzaam bodem- en waterbeheer.
